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射流振荡式微通道液体流量测量方法研究

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图和附表清单

1 绪论

1.1 流量计量的发展现状

1.2 微通道流量测量的研究

1.3 微尺度下的数值模拟理论

1.4 课题研究概述

1.5 本章小结

2 射流振荡的理论基础

2.1 射流理论

2.2 射流振荡机理的研究

2.3 射流振荡式流量测量方法

2.4 本章小结

3 射流附壁的数值仿真研究

3.1 射流附壁元件的模型

3.2 射流附壁元件的数值仿真

3.3 结构参数对射流附壁效应的影响

3.4 小结

4 射流振荡器的结构参数对振荡特性的影响

4.1 射流振荡器的主要结构参数及性能指标

4.2 射流振荡器的流场分析

4.3 结构参数对射流振荡特性的影响

4.4 本章小结

5 新型微通道射流振荡器的数值计算与仿真

5.1 凹面型射流振荡器的结构模型

5.2 凹面型射流振荡器的流场分析

5.3 射流振荡器的流量测量模型

5.4 小结

6 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 工作展望

参考文献

作者简介

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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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