动态接触角对水银微流体惯性开关的影响

发布时间：2018-06-09 12:17

  本文选题：惯性开关 + 微流体　； 参考：《机械设计与研究》2014年02期

【摘要】：针对传统微机械开关存在信号跳变、触点易磨损等缺点,设计了一种基于MEMS技术的水银微流体惯性开关。为了更准确地反映微通道中水银液滴在惯性力作用下的动态响应历程,基于Bracke、Jiang和Seebergh动态接触角模型编写用户自定义函数(UDF),并根据VOF-CSF多相流数值计算方法,采用FLUENT软件讨论了动态接触角对开关阈值特性和响应时间的影响,模拟了水银液滴在微通道中连续变形的动态过程。仿真结果表明,分别采用Bracke、Jiang和Seebergh模型所得阈值加速度之间的偏差较小,另外与设置静态接触角相比,三种不同模型使得阈值加速度分别增大了4.3%、3.2%和5.4%。
[Abstract]:A mercury micro fluid inertial switch based on MEMS technology is designed to overcome the disadvantages of signal jump and easy wear of contact in traditional micromechanical switch. In order to more accurately reflect the dynamic response history of mercury droplets in microchannels under the action of inertial force, based on Bracke-Jiang and Seebergh dynamic contact angle model, the user-defined function UDFF is compiled, and the numerical calculation method of VOF-CSF multiphase flow is presented. The effect of dynamic contact angle on the threshold characteristics and response time of the switch was discussed by fluent software. The dynamic process of continuous deformation of mercury droplets in microchannels was simulated. The simulation results show that the bias between the threshold acceleration obtained by using Bracken Jiang and Seebergh models is small. In addition, compared with static contact angle, the threshold acceleration increases by 4.3% and 5.4% respectively by the three different models.
【作者单位】： 西南科技大学信息工程学院;中国工程物理研究院电子工程研究所;
【基金】：国家自然科学基金委员会和中国工程物理研究院联合基金资助项目(11076024) 四川省教育厅重大培育基金资助项目(07ZZ038);四川省教育厅重大培育基金资助项目(11ZA216)
【分类号】：TH703

【参考文献】

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1 陈花卫;杨涛;蔺怡;周玲;陈光焱;;基于毛细管阀的微流体惯性开关建模与仿真[J];微纳电子技术;2010年12期

2 王超;陈光焱;吴嘉丽;;用于低g_n值微惯性开关的低刚度平面微弹簧设计与制作[J];光学精密工程;2011年03期

3 蔺怡;杨涛;刘婷婷;陈光焱;王超;;惯性微流体开关阈值特性与响应历程的数值仿真[J];机械设计与研究;2012年01期

【共引文献】

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1 王超;陈光焱;吴嘉丽;;基于复合形法的低g微惯性开关结构优化设计[J];微纳电子技术;2011年11期

2 王超;吴嘉丽;陈光焱;;应用双埋层SOI工艺制备低g值微惯性开关[J];光学精密工程;2012年05期

3 徐媛;杨涛;蔺怡;刘婷婷;陈光焱;王超;;水银微流体惯性开关的制作与测试[J];传感器与微系统;2013年05期

4 刘婷婷;苏伟;杨涛;韩宾;;接触角滞后对变截面微通道内水银液滴流动特性影响的数值仿真研究[J];传感技术学报;2013年11期

5 李凌麟;聂伟荣;席占稳;黄刘;;新型微流体惯性开关的结构设计及仿真[J];微纳电子技术;2015年05期

6 蔺怡;杨涛;刘婷婷;陈光焱;王超;;惯性微流体开关阈值特性与响应历程的数值仿真[J];机械设计与研究;2012年01期

7 徐媛;杨涛;蔺怡;刘婷婷;王超;;水银微流体惯性开关的研制(英文)[J];纳米技术与精密工程;2013年05期

8 王超;陈光焱;吴嘉丽;;低g值微惯性开关单向敏感性设计与分析[J];中国惯性技术学报;2012年01期

9 张炜;李华;;MEMS微弹簧力学特性分析[J];压电与声光;2014年03期

10 刘婷婷;苏伟;杨涛;王超;韩宾;;微加速度开关中水银微液滴流动特性的研究[J];系统仿真学报;2014年03期

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1 王为;考虑毛细效应的液体小幅晃动问题研究[D];清华大学;2009年

2 刘t，

本文编号：1999699