激光冲击波致动微泵的设计建模与研制

发布时间：2017-12-27 16:59

  本文关键词：激光冲击波致动微泵的设计建模与研制　出处：《华中科技大学》2011年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：作为微流体系统的核心部件、驱动源,专家学者对微泵开展了大量的研究,实现了众多应用。针对传统微泵结构复杂、制备困难等不足,本文提出了一种新型的基于激光冲击波力学效应的微泵驱动方法,使用该方法设计的微泵结构简单、易于制造、成本低,有利于微型化及与微机电系统(MEMS)集成。 通过研究激光冲击波理论,认为激光冲击波可以应用于微泵的驱动。在研究国内外多种微泵设计后,针对激光冲击波驱动提出了设计无阀型微泵。通过CFX对无阀微泵关键部件—扩张/收缩管进行了性能分析,得出了扩张/收缩管内部流体流动规律,在此基础上设计了适用于本文的平面型无阀微泵。 计算出无阀微泵的耦合模态,得出微泵驱动最佳频率。通过研究激光冲击波,得出激光功率密度的适用范围。通过流固耦合仿真验证了该驱动方法的可行性,研究激光的频率、占空比、功率密度、光斑直径等参数对微泵流量的影响并进一步分析了流量的稳定性。利用回归分析得出激光驱动微泵的最优参数,得出微泵获得最大流量的最优解。最后利用MEMS技术试制了微泵样机。
[Abstract]:As the core component and driving source of the microfluidic system, the experts and scholars have carried out a lot of research on the micro pump and realized many applications. In view of the traditional micro pump has complicated structure and preparation difficulties, this paper proposes a new method of driving micro pump based on the mechanical effect of laser-induced shock waves, using the design method of micro pump has the advantages of simple structure, easy manufacture, low cost, and is conducive to the miniaturization and integration of microelectromechanical systems (MEMS).
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH38

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本文编号：1342403