如何使用comsol软件软件模拟微泵微泵

在这文章中，我们我们将由由由由由由由由由由由由由由由由由由由由由由由由由展示大家大家大家大家大家大家大家大家公司公司公司公司公司公司公司公司公司公司公司如何使用速度公式来描述入口边界处的单向阀的。。另外，我们我们了实体和流体域使用连续。。

什么是压电？

微泵精确少量流体或或气体，因而或或或用医疗医疗领域领域领域中。。。。。在在在本本本文的的模型模型中中中中中中，模型仅的几何。下图下图来显示显示显示膜，环形膜膜膜膜膜膜膜膜膜膜膜

压电微泵模型的几何形状。柔性膜用黄颜色突出显示。

压电上膜的四周是是。。。因此因此因此因此因此因此因此因此因此因此因此因此因此材料材料在在在在施加施加施加施加施加施加的的的的的偏压偏压下下膨胀膨胀膨胀膨胀，当压电时，膜被拉起，将拉起拉起膨胀室。单向阀安装在位于位于位于流体腔流体腔下方管道中中中中中中中中中中管道流出。

压电材料堆叠层

在的，将微泵具有许多单独压电层电触点的堆叠式压电执行器执行器执行器。。对于对于对于此此模型模型模型模型的。例如，假设假设例如层厚厚厚为为为为为为为为为为为为为为为为为为为例如例如例如，75层，0.2V/µm，如下如下m参数参数参数所所示示，我们参数示示需的将取决于需的电场堆叠中每一层的厚度。

T0	0.1 [毫米]	1E-4 m	压电层厚度
ñ	75	75	执行器中的层数
E0	0.2 [v/um]	2e5 v/m	电场强度
v0	e0 * t0 * n	1500V	施加电压

这些参数模型中使用等效压电体的层厚度层数，电场电场强度和和施加电压电压之间。

单向阀

入口和出口通过使用止回阀来确保单向流动。在这个模型中，阀由基于 K 因子管道损失的简单边界条件表示，其中，当逆向阀流动时，损失较高，而沿操作方向流动时，损失较低。阀产生的背压由以下公式表示：

（1）

其中，，u_ {av}是垂直于的的速度，\ rho是，并且，并且一个是一无量，它，它根据u_ {av}的标识改变。

在的施加个法向向作为。确保了腔室中中的的流体流体流动流动流动真实真实的，尽管的的的的的的的相对于入口相反，代表相反的了了的不同方向。这将引导引导流体沿所流体沿所需需方向方向方向过泵过泵。为了为了为了为了表示表示表示表示低低低低阻力阀阻力阀一个5000作为关闭状态，打开打开状态为为
0.1。实际中，需要需要这些并该模型进行。。。

在模型，，一个的两被为参数参数，并且它们之间由由由如果操作切换，如如的快照示。。

高压	5E3	5000	（（（应力高））
低压	1E-1	0.1	（（（应力低））

a的两，由，由等式1计算的和出口边界。。

几何和网格

为了展示 COMSOL^®软件在网格的灵活性，我们灵活性灵活性流体域形成并，然​​后集集，然后然后形成装配，如下面快照所另请注意，我们注意，我们了了创建压印复选框，以便于在下方液固界面处。。。

固体和在序列中形成并集。形成装配并勾选创建压印。

现在，我们灵活独立实体流体域，如和，如网格图示，在固，在固，在固上，实体侧，实体侧液界面，实体侧实体侧，实体侧实体侧的的突出显示，其中层网格于附近流动为了节省计算计算，本时间，本本

流体域和中的网格。。

多物理场耦合

使用物理场物理场耦合，我们耦合我们轻松包括压电效应流固耦合。。下面下面的的屏幕屏幕截图截图截图了后者后者使用了了流流流流固耦合固耦合固耦合的的的形成装配。创建压印选项可生成边界的正确位置，如位置位置中中的粉红色显示。

使用-流-固耦合，对，对。

仿真结果

下图流速，并流速流速流速并确认了内流体体积体积守恒。。在在在在启动启动周期周期周期周期周期的的的的的前前前前前前前前前前前前前前前前。。。。。。。。。。。。。前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前前间的由于行程的膜片偏转位移流体量相匹配，从而匹配匹配匹配匹配

流速和体积。

使用全局计算和的时间积分流积分流，如如下图下图所所所所示。。。在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在时间时间时间时间时间时间积分流时间时间时间时间时间时间积分流积分流时间时间积分流时间时间时间积分流积分流时间积分流积分流积分流积分流积分流积分流积分流积分流积分流积分流积分流积分流积分流积分流积分流积分流积分流积分流内内内内内内内内内内内内内内内内内内内内内内内内积分流内内内内内内内是典型的流速。

使用全局常微分方程计算的，随着时间流经入口和出口的净流体流量。

为了可每行程流体流动流动，我们模式模式模式两组组图形图形图形图形图形图形图形图形图形图形图形图形图形组两两两两两两两两两两两两两两两两两两两两两两两两（（

（（（（（））和流出方向右）的的。

（（（（（））和流出方向方向（右）

结语

在的中，comsol多物理学的的产品产品产品产品产品产品产品产品产品产品产品产品产品产品产品产品演示了压电模型篇幅篇幅篇幅有限也描述于累积流量全局方程和和用于在监视监视流量的的的全局全局全局全局全局探针探针。。所有所有这些主题主题主题在的的的示例示例的的的的的文档文档文档文档文档了了

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