有限元法分析磁流變液電磁-流場耦合微管道流動特性.pdf

1、隨著微流體系統(tǒng)的發(fā)展，微流體的驅(qū)動和控制技術(shù)已經(jīng)成為微系統(tǒng)發(fā)展需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。磁流變技術(shù)在兼顧流體傳動優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上增加了電磁可控特性，可以彌補(bǔ)流體在微機(jī)電系統(tǒng)中難以進(jìn)行精確控制的缺點(diǎn)。本文研究磁流變液在微觀狀態(tài)下的流體動力學(xué)模型及其可控特性，研制基于磁流變技術(shù)的微閥結(jié)構(gòu)，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)微操縱機(jī)構(gòu)的高精度控制目標(biāo)。 本文正是在此背景下，研究用磁流變液（MRF）作為流體在微小管道中的流動控制情況。首先，介紹了微管道的相關(guān)理論，包括宏

2、觀流體和微觀流體的異同以及微觀流體的一些相關(guān)特性；隨后在第三章進(jìn)行了理論推導(dǎo)工作，包括外部電磁場的計算、管道內(nèi)部和管壁上電磁場的推導(dǎo)、磁流變液的微觀粒子模型和材料模型以及管道的電磁-流場耦合計算；在第四章用軟件COMSOL的有限元數(shù)值分析方法，對磁流變液的耦合模型進(jìn)行建模和仿真，模擬并得到了流過兩個通電螺線管之間的微孔管道的磁流變液的流動特性數(shù)據(jù)。同時搭建了磁流變液的微管道流量檢測系統(tǒng)，得到在不同的電流條件下磁流變液的流量，并與仿真分析