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基于速度源修正的浸入边界-晶格玻尔兹曼法研究仿生微流体驱动模型

刘飞飞 魏守水 魏长智 任晓飞

基于速度源修正的浸入边界-晶格玻尔兹曼法研究仿生微流体驱动模型

刘飞飞, 魏守水, 魏长智, 任晓飞
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  • 浸入边界–晶格波尔兹曼法在流固耦合等复杂的流体系统中得到广泛的应用. 本文采用基于速度源修正的浸入边界–晶格玻尔兹曼法,建立了仿生微流体驱动模型,创新性地将波动弹性体的速度引入晶格玻尔兹曼方程,避免了传统浸入边界–晶格玻尔兹曼法中浸入边界速度-结构变形-力之间的转换,提高了计算效率和准确率. 研究了行波波动细丝对流场内流动速度和压力的影响,重点分析了驱动模型各项参数对微流体的驱动效果. 研究结果表明:细丝长度、频率、振幅的增加引起出口处流量的增加;波长、流体粘滞系数以及细丝位置与出口处流量呈复杂的非线性关系.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51075243,11002083)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-02-27
  • 修回日期:  2014-05-22
  • 刊出日期:  2014-10-05

基于速度源修正的浸入边界-晶格玻尔兹曼法研究仿生微流体驱动模型

  • 1. 山东大学, 控制科学与工程学院, 济南 250061;
  • 2. 济南大学, 信息科学与工程学院, 济南 250002
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51075243,11002083)资助的课题.

摘要: 浸入边界–晶格波尔兹曼法在流固耦合等复杂的流体系统中得到广泛的应用. 本文采用基于速度源修正的浸入边界–晶格玻尔兹曼法,建立了仿生微流体驱动模型,创新性地将波动弹性体的速度引入晶格玻尔兹曼方程,避免了传统浸入边界–晶格玻尔兹曼法中浸入边界速度-结构变形-力之间的转换,提高了计算效率和准确率. 研究了行波波动细丝对流场内流动速度和压力的影响,重点分析了驱动模型各项参数对微流体的驱动效果. 研究结果表明:细丝长度、频率、振幅的增加引起出口处流量的增加;波长、流体粘滞系数以及细丝位置与出口处流量呈复杂的非线性关系.

English Abstract

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