發(fā)布時(shí)間：2018-06-01 02:34

  本文選題：超聲行波 + 液滴　； 參考：《北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)》2017年05期

【摘要】：針對(duì)液滴鋪展和移動(dòng)的動(dòng)力學(xué)行為在工業(yè)生產(chǎn)和微流控芯片等領(lǐng)域有著重要作用,提出了一種基于超聲行波理論的彈性體平板驅(qū)動(dòng)模型,利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)在彈性體玻璃產(chǎn)生超聲行波從而驅(qū)動(dòng)液滴運(yùn)動(dòng)。借助多物理場(chǎng)軟件COMSOL建立液滴模型,首先進(jìn)行行波分析,驗(yàn)證了驅(qū)動(dòng)液滴的可行性。在0~60 ms中,液滴在超聲行波的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行收縮-鋪展的正弦振蕩運(yùn)動(dòng)。然后通過(guò)液滴內(nèi)部流場(chǎng)結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)液滴半徑鋪展到最大后開(kāi)始收縮時(shí),液滴與基底接觸面處的速度首先發(fā)生變化,表明液滴內(nèi)部速度場(chǎng)的變化對(duì)接觸線是否發(fā)生移動(dòng)有著重要作用。液滴內(nèi)部流場(chǎng)存在一個(gè)類似于橢圓形的漩渦,說(shuō)明液滴運(yùn)動(dòng)不是單純由于收縮-鋪展而引起的平動(dòng),而是滾動(dòng)著朝前運(yùn)動(dòng)。最后分別探討了液滴移動(dòng)速度與驅(qū)動(dòng)電壓、驅(qū)動(dòng)頻率以及動(dòng)力黏度的關(guān)系,結(jié)果表明液滴移動(dòng)速度受動(dòng)力黏度影響較為顯著。
[Abstract]:As the dynamic behavior of droplet spreading and moving plays an important role in industrial production and microfluidic chip, an elastic plate driving model based on ultrasonic traveling wave theory is proposed. The inverse piezoelectric effect of piezoelectric ceramics is used to generate ultrasonic traveling waves in elastomer glass to drive droplet motion. The liquid droplet model is established with the help of multi-physical field software COMSOL. Firstly, the traveling wave analysis is carried out to verify the feasibility of driving the droplet. At 060 Ms, the droplets are driven by ultrasonic traveling waves to contract and spread the sinusoidal oscillations. Then, by analyzing the flow field structure of the droplet, it is found that the velocity at the interface between the droplet and the substrate changes at first when the radius of the droplet reaches the maximum and begins to shrink. It is shown that the variation of the velocity field of the droplet plays an important role in the movement of the contact line. There is an elliptical vortex in the droplet flow field which indicates that the droplet motion is not only caused by contraction and spread but rolling forward. Finally, the relationship between droplet moving speed and driving voltage, driving frequency and dynamic viscosity is discussed. The results show that the droplet velocity is affected by dynamic viscosity.
【作者單位】： 華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(51275175) 廣東省自然科學(xué)基金(2014A030313254)~~
【分類號(hào)】：O35

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本文編號(hào)：1962526