超声行波驱动的玻璃表面液滴运动数值模拟 被引量：3

1

作者 丘华川 姜立标 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期908-917,共10页

针对液滴铺展和移动的动力学行为在工业生产和微流控芯片等领域有着重要作用,提出了一种基于超声行波理论的弹性体平板驱动模型,利用压电陶瓷的逆压电效应在弹性体玻璃产生超声行波从而驱动液滴运动。借助多物理场软件COMSOL建立液滴模... 针对液滴铺展和移动的动力学行为在工业生产和微流控芯片等领域有着重要作用,提出了一种基于超声行波理论的弹性体平板驱动模型,利用压电陶瓷的逆压电效应在弹性体玻璃产生超声行波从而驱动液滴运动。借助多物理场软件COMSOL建立液滴模型,首先进行行波分析,验证了驱动液滴的可行性。在0~60 ms中,液滴在超声行波的驱动下进行收缩-铺展的正弦振荡运动。然后通过液滴内部流场结构分析发现,当液滴半径铺展到最大后开始收缩时,液滴与基底接触面处的速度首先发生变化,表明液滴内部速度场的变化对接触线是否发生移动有着重要作用。液滴内部流场存在一个类似于椭圆形的漩涡,说明液滴运动不是单纯由于收缩-铺展而引起的平动,而是滚动着朝前运动。最后分别探讨了液滴移动速度与驱动电压、驱动频率以及动力黏度的关系,结果表明液滴移动速度受动力黏度影响较为显著。 展开更多

关键词 超声行波 液滴 接触线移动 液滴振荡 压电

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直管形超声行波微流体驱动模型的模态与谐响应分析

2

作者 魏守水 江兴娥 +1 位作者 白光磊 姜春香 《山东大学学报（工学版）》 CAS 2006年第6期67-70,共4页

利用有限元分析软件建立了基于超声行波驱动微流体的直管形模型,通过动力学分析,得到了模型的固有频率和振型,并研究了结构参数与频率的关系、频率与电压的关系,对了解直管形微流体驱动模型的动态性能,进行结构优化设计有一定的借鉴意义.

关键词 微流体 超声行波 逆压电效应 模态

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超声行波微流体驱动模型的耦合分析 被引量：1

3

作者 张敬涛 魏守水 徐昊 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2010年第1期33-37,共5页

介绍了带有微沟道的超声行波微流体驱动的圆环模型。在对模型结构部分进行模态分析和瞬态动力学分析的基础上,基于有限元分析,针对耦合模型作声固耦合分析,分别得到与空气和水耦合时模型的固有频率;进行耦合场的流固耦合分析,采用瞬态... 介绍了带有微沟道的超声行波微流体驱动的圆环模型。在对模型结构部分进行模态分析和瞬态动力学分析的基础上,基于有限元分析,针对耦合模型作声固耦合分析,分别得到与空气和水耦合时模型的固有频率;进行耦合场的流固耦合分析,采用瞬态动力学方法,得到沟道内流体在超声行波激励下的流场情况。比较不同时间子步时流体域和固体域的位移云图,得到流体随固体振动情况;分析不同时间子步时流体域的速度矢量图,得到流体在超声行波方向上的流动情况,验证了超声行波微流体驱动的可行性。 展开更多

关键词 超声行波 有限元 微流体 声固耦合 流固耦合 瞬态动力学分析

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行波微流体驱动技术研究 被引量：6

4

作者 江兴娥 魏守水 《微电机》 北大核心 2005年第6期89-91,共3页

通过对行波及声流产生机理的研究,得出微管中的流体产生与行波同方向的声流。利用FPW(flexura lp late w ave)装置进行了跟踪、染色试验,验证了超声行波对微流体驱动的可行性。作为一种新型微流体驱动技术,行波微流体驱动能很好的弥补... 通过对行波及声流产生机理的研究,得出微管中的流体产生与行波同方向的声流。利用FPW(flexura lp late w ave)装置进行了跟踪、染色试验,验证了超声行波对微流体驱动的可行性。作为一种新型微流体驱动技术,行波微流体驱动能很好的弥补现有驱动和控制技术的不足。 展开更多

关键词 超声行波 微流体 声流 FPW

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光束穿过超声驻波及行波后的相干现象显示技术 被引量：2

5

作者 杨选民 朱立 +1 位作者 易明 甘进福 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第10期914-920,共7页

提出了一种光通过超声驻波及超声行波后能产生高衬比度相干条纹的新术,利用超声驻波调制光束与超声行波作用后的相关衬比度来选定相干波束.从理论上分析了其相关叠加的结果,并在实验中得到了证实.

关键词 超声行波 超声驻波 衬比度 相干

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行波微泵驱动参数对驱动效果的影响 被引量：1

6

作者 张冲 魏守水 魏长智 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第13期1546-1550,共5页

提出一种新型的无阀机械微泵,它依靠微泵管道顶部铺设的压电薄膜阵列产生的超声行波来驱动微管道中的流体。根据超声行波驱动微流体的原理对微泵进行ANSYS有限元建模和CFX流固耦合计算,得到了选定模态下内边长为200μm的方形微泵管道中... 提出一种新型的无阀机械微泵,它依靠微泵管道顶部铺设的压电薄膜阵列产生的超声行波来驱动微管道中的流体。根据超声行波驱动微流体的原理对微泵进行ANSYS有限元建模和CFX流固耦合计算,得到了选定模态下内边长为200μm的方形微泵管道中流体的动力黏度与微泵驱动能力的关系,以及驱动电压幅值和频率对管口流速的影响曲线。结果表明:驱动电压的幅值大小与管口流速成正比,且当驱动频率等于共振频率时驱动效果最明显;当流体动力黏度小于0.001Pa.s时微流体流速随黏度增大而线性增大,之后则缓慢减小。此外,通过CFX后处理得到了微管道中的截面流速矢量图,由矢量图可以看出,在行波驱动作用显著的部分流速分布呈现自微管顶部向下逐渐减慢的特点,而在行波驱动作用极微弱的部分则流速分布近似呈抛物线形状。 展开更多

关键词 微泵 压电薄膜 超声行波 微流体

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基于超声行波方法的液滴运动驱动理论分析与试验研究

7

作者 胡习之 徐聪聪 蒋智慧 《汽车工程学报》 2020年第1期56-65,共10页

为分析超声行波驱动液滴运动的可行性,利用压电陶瓷的逆压电效应作为液滴运动的驱动源,提出弹性体平板的液滴驱动模型。建立压电振子和弹性体平板的有限元模型,使用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件得到了压电振子的结构力学模态和... 为分析超声行波驱动液滴运动的可行性,利用压电陶瓷的逆压电效应作为液滴运动的驱动源,提出弹性体平板的液滴驱动模型。建立压电振子和弹性体平板的有限元模型,使用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件得到了压电振子的结构力学模态和谐振频率。仿真结果表明,在压电陶瓷弯曲振动的前6阶模态中,只有第2阶模态为压电振子的横向振动模态,其它模态为一般结构力学模态,确定了选择压电陶瓷的第1阶共振频率作为压电陶瓷驱动液滴运动的激励频率。对压电陶瓷产生超声行波驱动液滴运动的可行性进行了试验。结果表明,超声行波能够驱动液滴运动,同时表明了以超声行波作为驱动来清除汽车前风挡雨滴具有一定的可行性。 展开更多

关键词 超声行波 压电振子 模态分析 弹性体平板 液滴运动

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超声波电机的数学模型及其实验研究 被引量：9

8

作者 刘锦波 陈永校 胡继宗 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第3期15-20,共6页

首先对行波型超声波电机的工作原理、基本方程式、等效电路进行了讨论。在此基础上，对超声波电机在调频和调压下的机械特性进行了研究。针对超声波电机容性负载的特点，作者在对超声波电机的功率因数特性进行充分分析的基础上，从功率... 首先对行波型超声波电机的工作原理、基本方程式、等效电路进行了讨论。在此基础上，对超声波电机在调频和调压下的机械特性进行了研究。针对超声波电机容性负载的特点，作者在对超声波电机的功率因数特性进行充分分析的基础上，从功率因数的角度提出了并联电感的补偿原则。仿真和实验结果表明：所提方案是切实可行的。 展开更多

关键词 超声波电机 数学模型 驱动系统 微电机 实验

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行波型超声波电机驱动系统的设计与计算 被引量：2

9

作者 刘锦波 陈永校 胡继宗 《微特电机》 北大核心 1998年第6期9-12,共4页

在介绍了行波型超声波电机结构和基本工作原理基础上，给出了超声波电机的基本关系式和等效电路；针对其特点，提出了该类型电机驱动系统的基本要求；据此设计了一套行波型超声波电机的驱动系统；该系统除满足基本要求外，还具有结构简... 在介绍了行波型超声波电机结构和基本工作原理基础上，给出了超声波电机的基本关系式和等效电路；针对其特点，提出了该类型电机驱动系统的基本要求；据此设计了一套行波型超声波电机的驱动系统；该系统除满足基本要求外，还具有结构简单、振动幅值自动跟踪、功率因数补偿等功能；经在自行设计的电机上长时间运行表明，该驱动器能满足实用的要求。 展开更多

关键词 超声波电机 行波型 驱动系统

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一种面内行波旋转超声电机的模态试验方法 被引量：4

10

作者 王寅 金家楣 黄卫清 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期596-599,664,共4页

为检验一种面内行波旋转超声电机定子结构动力学设计的优化设计方法,探讨了一类利用圆环面内弯振模态超声电机定子的模态试验方法。首先,分析了该面内行波旋转超声电机的工作原理;然后,基于有限元分析软件建立了电机的有限元模型,分析... 为检验一种面内行波旋转超声电机定子结构动力学设计的优化设计方法,探讨了一类利用圆环面内弯振模态超声电机定子的模态试验方法。首先,分析了该面内行波旋转超声电机的工作原理;然后,基于有限元分析软件建立了电机的有限元模型,分析了其工作模态的特点;最后,结合PSV-300-B型激光扫描多普勒测振仪的测量原理,提出了通过测量圆环轴向振型识别该类型超声电机工作模态的测试方法。试验结果表明,该方法能够有效地检测出该面内行波旋转超声电机的工作模态,为利用圆环面内弯振模态的一类超声电机的模态试验和进一步优化设计提供了参考。 展开更多

关键词 超声电机 面内行波 模态试验 激光多普勒测振

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超声行波马达悬浮振子的研究

11

作者 周妍宁 冯志华 《压电与声光》 CAS 北大核心 2019年第4期529-534,共6页

为了提高超声行波电机的输出功率,该文提出了一种悬浮式振子结构。该结构利用弹簧隔离振子与固定端,利用质量块为定子提供输出力。该振子由压电堆激励,可以产生较大振幅。压电堆工作在d33模式,与经典行波电机中工作在d31模式的压电片相... 为了提高超声行波电机的输出功率,该文提出了一种悬浮式振子结构。该结构利用弹簧隔离振子与固定端,利用质量块为定子提供输出力。该振子由压电堆激励,可以产生较大振幅。压电堆工作在d33模式,与经典行波电机中工作在d31模式的压电片相比,其机电耦合系数更大,同时增加了压电材料的体积,提高了电机的输出功率。通过有限元仿真实验验证了理论的正确性,同时研究了在4个尺寸为1.68mm×1.68mm×5.0mm的锆钛酸铅(PZT)压电堆激励下的最优参数。实验结果表明,在峰-峰值为20V的激励电压下,定子最大自由振动幅值为3.57μm,约为非悬浮状态下的3倍。样机马达最大空载转速为74r/min,堵转扭矩为0.0375N·m。在不增大体积的条件下使用更多的压电堆激励,其输出功率可以成倍提高。 展开更多

关键词 超声行波电机 压电电机 压电堆 悬浮式振子 有限元分析

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超声电机在南京航空航天大学的研究与发展 被引量：12

12

作者 赵淳生 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 2005年第3期167-173,共7页

介绍了南京航空航天大学超声电机研究概况;叙述了南京航空航天大学超声电机研究中心在超声电机技术方面所取得的研究进展和成果;列举了该中心在研究超声电机中所解决的若干关键技术;总结了取得这些进展和成果的主要原因和经验。最后,提... 介绍了南京航空航天大学超声电机研究概况;叙述了南京航空航天大学超声电机研究中心在超声电机技术方面所取得的研究进展和成果;列举了该中心在研究超声电机中所解决的若干关键技术;总结了取得这些进展和成果的主要原因和经验。最后,提出了本中心当前的研究任务,展望了超声电机未来的发展。 展开更多

关键词 超声电机 行波 驻波 逆压电效应

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行波型超声波电机及其研究

13

作者 陈建毅 洪尚任 +1 位作者 杨建红 李君余 《机电一体化》 2005年第1期16-19,共4页

超声波电机是一种利用压电陶瓷的逆压电效应工作的新原理微特电机。与传统电磁型电机截然不同,其驱动力矩并非由电磁感应产生,而是由压电陶瓷超声频域的振动转化而来。该文从振动理论出发,成功设计制作了一台行波型超声波电机的样机,并... 超声波电机是一种利用压电陶瓷的逆压电效应工作的新原理微特电机。与传统电磁型电机截然不同,其驱动力矩并非由电磁感应产生,而是由压电陶瓷超声频域的振动转化而来。该文从振动理论出发,成功设计制作了一台行波型超声波电机的样机,并对样机的性能进行测试和分析,得出了提高这种电机性能的关键参数。 展开更多

关键词 超声波电机 行波 电机性能 微特电机 样机 压电陶瓷 电磁 测试 声频 逆压电效应

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