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射流振荡式微通道液体流量测量方法研究

刘世刚  
【摘要】:随着微机电系统的发展以及在生物医疗、能源化工和科学研究等领域的应用,微小流量的测量日益重要,实现微通道液体流量的测量已经成为当今流量测量技术的研究热点之一。本文根据射流附壁的基本原理,提出了一种射流振荡式微通道流量测量的方法,并采用FLUENT软件对射流振荡器进行了数值仿真研究,为射流振荡器结构的设计及参数优化提供一定的理论依据。 (1)论文在阅读国内外文献的基础上,针对射流振荡式微通道流量测量方法的理论基础进行了阐述:分析了微通道内流体的流动特性以及几种典型的微流量测量方法;重点从射流的基本理论和流动特性研究射流振荡器的原理、优点以及在微流量测量方面的应用;介绍了微尺度下数值模拟的基础及方法。 (2)建立了微尺度下的射流附壁模型,采用数值模拟的方法分析射流附壁的形成过程及基本原理,并研究了微尺度下结构参数对射流附壁特性的影响。 (3)以传统的平面型射流振荡器为模型,通过对具有不同结构参数的射流振荡器的仿真研究,着重分析了微尺度下射流振荡器的结构参数对射流振荡特性的影响,对于结构参数的优化具有一定的指导作用。 (4)设计了一种凹面型微通道射流振荡器,通过FLUENT数值仿真对其内部流场分布和流动特性进行了研究,详细分析了射流振荡的形成过程与振荡机理,在此基础上分析了射流振荡频率与流体流速的关系,建立了射流振荡式微通道流量测量的基本模型。


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