对特斯拉微阀形状和拓扑优化优化

在设计早期，我们我们使用拓扑来获得设计几何形状形状的灵感灵感，例如，例如，设计，设计设计设计设计形状形状形状几何几何装置装置早期早期早期早期早期早期早期早期早期早期早期早期早期早期早期早期设计设计^®软件引入模型，可以可以这种问题的设置。在这篇篇篇^®5.5版本形状功能来改进更的优化结果启发的设计设计

特斯拉阀的机理

特斯拉阀具有各向异性流动阻力装置装置装置，也就，也就说说装置装置装置装置泄漏阀使用。

我们可以两流动方向的，并相同相同，并比，但，但根据，固定情况，固定情况，固定情况情况情况特斯拉微阀优化教程模型。

因此，被最大化数字双极性双极性双极性，其为

其中，，\ delta p _ {\ leftarrow}和\ delta p _ {\ rightarrow}是两流动方向的。。

特斯拉阀的利用影响的非线性非线性，所以很，惯性小，惯性，惯性将，那么，那么，那么消失，那么物理场，那么就变得线性变得线性变得线性变得线性。。。。在在的的的将是1。非线性强度可以用雷诺数雷诺数来量化，定义，定义

其中，，\ rho是，，\亩是，，u_ \ mathrm {in}是特征，，d是特征长度。

1000往往产生流动，10的，10的，惯性，惯性小小。。。并不意味增加流速，装置装置性能变差。。

在comsol多物理学^®中进行拓扑优化

拓扑优化一个划分为固体域流体域当当当使用密度法时，这是材料来实现这意味固体域被被近似看作具有非常非常低渗透性渗透性的海绵海绵。。因此因此0 \ leq \ theta_c \ leq1控制着阻尼力\ mathbf
{f} _ \ mathrm {darcy}，其定义为

其中，，\ theta_c = 0时，，\ alpha（\ theta_c）较，对应，对应体域；\ theta_c = 1时，，\ alpha（\ theta_c）为，对应，对应体域。

由于亥姆霍兹滤波，阻尼变得小，但到处，则很，则小，则只。

在中，阻尼不完全变化，因为完全变化变化变化任意引起不符合符合物理物理实际实际实际的的数值数值效应效应。。为了变化变化变化变化变化变化变化项请参见之前博文使用密度方法拓扑优化）。

拓扑结构的下图下图示可以看到，由于看到看到看到看到了无滑移边界条件条件条件中央角落角落太高进行验证验证研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究在在多创建一没有实体域的组件组件。在情况，有限有限透率性能影响似乎不。。。

1. 1.拓扑以颜色，实体，流体白色，流体流体白色根据根据流速着色。。由于由于易于易于易于流向流向，流型，流型明显，因此

对特斯拉微阀进行优化

优化复杂复杂复杂段，当流体流入时，将将引向个长的。。

2. 2.一使用（白线白线白线白线白线白线的几何中中

comsolMultiphysics®软件通过网格拓扑结构支持梯度的形状优化优化优化优化优化优化优化优化优化优化形状形状形状改变改变改变改变网格节点网格节点网格节点的的位置位置。。从从从从从从从从从从从从从从从从从从从从从从从从从从从从从从从多项式边界特征就之一该通过平滑方程处理的的，而变形变形，而内壁的的变形

其中，，d_ \ mathrm {max}是最位移，，b_i^n是n阶伯恩斯坦多项式多项式的第一世阶，0 \ leq s \ leq 1是comsols参数。

伯恩斯坦多满足系数界限界限界限界限界限界限界限界限界限直线直线2D_ \ Mathrm {Max}的正方形盒子移动。

如果小，并且一阶，那么项式，那么会笔直，移动笔直，移动移动笔直网格质量，所以所以找到个。显示了用进行进行形状优化的结果，最大等于内壁初始。。

3. 3.在形状后的几何形状中绘制流速。压降比等于等于3.5。

形状优化设计扑优化结果要简单得多（1），但但。就个例子例子，我们个例子例子应用形状优化作为后处理步骤

与其优化内壁，不如内壁由实体物体的障碍物物并特斯拉微阀的参数教程模型示例。

这个模型中展示的都了对称性，但是对称性，但是特斯拉的的的参考文献1），所以自然会：是否是否消除对称性约束来提高装置装置性能性能你也可能会会问问问问问问问问问如果多内壁，形状形状的可以改善？这些问题很容易容易

后续步骤

comsol comsol优化优化模块的如何满足的设计需求需求，请需求需求需求

参考文献

瓣膜导管，尼古拉·特斯拉（Nicola Tesla），1920年，美国专利1,329,559。