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针对微流体器件内部流动规律的认识还相对落后的现状,开展对微尺度、微结构及微功能器件开展微流体机理研究,寻找合适的微流体力学建模方法,进而对微流体器件的结构及参数进行优化研究,是目前微流体研究中亟待解决的科学问题,将为新结构、新器件的设计提供重要的理论根据。本文介绍了微流体力学领域的连续介质模型、分子模型和介观模拟方法三类主要的建模方法,并探讨了它们各自的适用场合,这对如何选择微流体器件的建模方法具有理论意义。对滑流区的微流体流动阻力特性进行了较为系统地分析和研究。基于一阶滑流边界条件,对滑流区的压差流动、剪切流动等典型流动问题进行分析,并得到了几种典型问题的解析解;针对滑流区中典型截面的压差流动的等效粘度修正方法,推导并给出了多种截面流动的等效粘度修正系数及其相关参数,为工程计算提供了一种简便易行的方法。针对MEMS微结构中的气体压膜问题,基于一阶滑流边界条件,提出了一种双动量协调系数的修正雷诺方程;并对新模型的误差进行了分析,指出采用该模型能够满足MEMS工程设计的精度需求。基于双动量协调系数的修正雷诺方程,对几种典型情况下的不可压缩和可压缩气体的挤压膜阻尼特性进行了详细分析,推导出了压强分布、阻尼力和阻尼系数等参数的解析表达式。完善了原有文献中关于矩形平板在平动和转动情况下可压缩气体压膜阻尼问题的解析解。对滑流边界条件下Couette流、Stokes流和Poiseuille流三种模型的滑膜阻尼特性进行了研究,给出了三种模型的解析解,并指出了其适用场合。基于稀薄气体物理学理论和滑流修正的雷诺方程,研究了平板电容式加速度计的气膜阻尼特性,得到阻尼力和阻尼系数的简化解析解;给出了几种减小气膜阻尼的方法,并指出动量协调系数对于气膜阻尼(尤其是压膜阻尼)的影响很大,有待进一步的理论和实验研究。对中心开孔圆盘在微流体中所受到的阻尼特性进行了研究,得到了微流体压力和流速的分布函数,分析了压膜与滑膜合成阻尼与结构设计尺寸及滑移长度之间的关系,得到了方便于工程实用的解析解。对具有多孔平板的气膜阻尼特性的研究方法进行了综述;针对气体不可压缩情况下具有高通孔率厚板的气膜阻尼特性进行了研究,给出了圆形通孔情形下阻尼系数的解析解:完善了求解多孔平板气膜阻尼问题的有限元方法,将其应用扩展到具有方孔平板的场合。采用有限差分方法,对微加速度计的动态阻尼特性进行了研究和分析,仿真分析结果与试验数据吻合较好。建立了静电致动式弹性挠曲微梁的动态耦合模型,采用解析方法对微梁挠度远小于气膜厚度的情况进行了分析,得到了气膜阻尼作用下微梁品质因子和谐振频率的表达式;在微梁最大挠度与气膜厚度相当的情况下,采用有限差分方法对系统动态耦合方程进行了离散,给出了方程及其初始条件和边界条件的差分格式,并对系统在常阻尼系数和气膜阻尼情况下的动态响应进行了求解。对横向振动梳状谐振器的动态气膜阻尼特性进行了研究,理论分析结果与试验数据吻合较好;指出对于横向振动的微结构而言,拖曳力是影响系统动态特性的非常重要因素之一,尤其对系统品质因子影响很大。针对超薄气膜的润滑问题,提出了一种具有三个可调参数的计算模型;依据线性波尔兹曼方程对Poiseuille流量的预测值,采用最小二乘法得到了三个可调参数的一组最优化值。与其它方法相比,在特征Kn数倒数D很宽的范围内(10-4<D<102),采用该模型方程计算得到的压强分布和承载力能更好与采用线性波尔兹曼方程所得到的预测结果相吻合,有利于更好的微流体器件设计。