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本文研究的是一个二维无阀微泵模型。无阀微泵不需要利用渗透压力梯度或静水压力梯度就可以实现流体的输运。它设计原理新颖、结构相对简单,响应快,而且适合微型化,具有很大的应用前景。许多研究者提出利用电磁驱动、压电驱动、齿轮、化学热梯度、振动电荷及各种机械方法等来驱动水流,而在本文的研究中,本文利用管壁的周期性形变来驱动管道内的流体。研究所采用的方法是格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann method,LBM)。这是一种介观的流体力学计算方法,它基于分子动理论,用非平衡态统计物理的方法来研究流体。LBM特别适合模拟具有复杂边界和运动边界的流体系统。 本文中,针对所建立的无阀微泵模型,分析管壁周期性形变对管道内流体的动力学影响,对该无阀微泵模型做一个初步研究。第一部分,管道入口和出口不存在压强差。分析管壁周期性形变的频率、形变最大深度、形变位置、形变宽度等参数对泵送的平均流量的影响。模拟结果表明:(1)管壁形变驱动下,泵送的平均流量与管壁驱动频率呈现为一种非线性关系,在一些共振频率下平均流量达到峰值,且当驱动频率超过临界值(约3.2Hz)时管内流体的流向发生逆转;(2)形变位置处于管道中心时,得到的平均流量几乎为0;形变位置距离管道中心越远时,管内流体越容易形成定向流,并产生越大的净流量;同时,形变位置对管内流体的流动方向也有一定的影响;(3)形变最大深度越大,获得的平均流量也越大;(4)形变宽度越大,一般情况下获得的平均流量也越大,但是管内流体流向发生逆转时的驱动频率这一临界值也会变大。接下来还分析了在相同的管壁形变作用下,流体黏性、管道尺寸的变化对管口平均流量的影响。结果表明:流体黏度越大,产生的平均流量越小;管道越长,管径越小,形变产生的平均流量也越小。第二部分,管道入口存在一个脉动波。分析在不同脉动频率的脉动波和不同频率的管壁形变这两种驱动作用下管口平均流量的变化。结果表明:当管壁的驱动频率f与入口脉动波的脉动频率f0成倍数关系时,平均流量会发生跳变,即此时管内流体发生了共振。 文章提出的微泵模型在一定条件下可以有效的使管内流体形成定向流,并泵送相对较高的净流量。研究有助于人们理解复杂边界条件下管内流体出现复杂现象背后的机制,对于设计一个新型的可以泵送较高流量的无阀微泵也提供一个思路和理论基础,具有一定的理论意义和现实意义。