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随着微加工技术的发展以及其在生物医学领域内应用的迅速扩张,身为微机电(MEMS)技术核心地位的微泵技术也日益成为各国科学家微技术研究的热点,提出了很多基于不同原理,形式各样的微泵模型。其中有一部分已经应用到实际当中。但不论是有阀门微泵还是基于电渗、电水力等原理的无阀门微泵都有其致命弱点,严重限制了应用范围和领域。为此,本文提出了一种新型的无阀微泵,它基于超声行波理论,结构简单、驱动力强、对所驱动的流体种类基本没有限制。超声行波微泵所依据的原理基本有三:1.行波在管壁上传播时,管壁内侧质点做单一方向的椭圆运动,因流体粘度作用,该椭圆运动推动流体流动。2.行波在管壁上传播时引起管壁的蠕动,该蠕动维持一定的形状向单一方向传播,因空间置换推动流体向前流动。3.超声进入流体时在流体和固体界面处形成声流,产生的声辐射力沿一定角度入射推动流体。为对行波微泵做系统的有限元分析,在本文中首先介绍微机电和微流体驱动设备的发展现状,对当前比较流行的微流体驱动器件做简单介绍,包括结构和所依据的原理以及各自的弱点等。然后对本文所探讨的微泵的构成材料做介绍和分析,包括压电振子的构成、压电振子上所加载荷的排列方式、微管道的结构参数及材料参数。利用有限元分析软件对微泵进行建模,并对模型做模态和谐响应分析,确定在最佳模态下的驱动频率。在加上电压载荷后,对模型做瞬态动力学分析,在后处理中观察微泵内壁表面质点的椭圆运动轨迹。最后探讨微泵模型的流固耦合,先对有限元分析软件做流固耦合的方法和步骤做简要分析,尤其是对双向流固耦合的原理、步骤以及CFX软件设置做介绍。然后分别对不同的电压幅值、频率载荷、不同的壁面粗糙度以及不同的流体动力粘度做流固耦合分析。通过对后处理中的结果数据做流线、流速分析得到了一些有用的结论,包括:驱动电压的幅值大小与管口流速成正比,并且当驱动频率等于共振频率时驱动效果最明显;当流体动力粘度小于0.001Pa·s时微流体流速随粘度提高而线性增大,之后则缓慢下降;壁面粗糙度不同,近壁面处流速的峰值会随粗糙度增加而增大,但从图中也可以看出平均流速并未有明显增大。此外,通过CFX后处理得到了微管道中的截面流速矢量图,从图中可以看出在行波驱动作用显著的部分流速分布呈现自微管顶部向下逐渐减慢的特点,而行波驱动作用极微弱的部分流速分布则近似呈现抛物线形状。这些结论为将来对微泵模型的优化和驱动不同流体时微泵参数的选择提供有意义的依据。