【摘 要】
:
电流体动力喷射打印,即电喷印,具有分辨率高、材料适用范围广、无“咖啡环”现象等优点,在微纳3D制造领域尤其是柔性电子制造领域拥有巨大的潜力,近年来发展迅速。目前,电喷印的应用多为单喷嘴打印,效率较低,采用喷嘴阵列打印是提升打印效率的有效方式,而喷嘴间存在电场干涉,打印精度会受到影响而难以保证,且电压越高,电场干涉越严重;因此,寻求电压条件更友好的喷嘴类型及合理的喷嘴阵列结构,是在保证打印精度的同时
论文部分内容阅读
电流体动力喷射打印,即电喷印,具有分辨率高、材料适用范围广、无“咖啡环”现象等优点,在微纳3D制造领域尤其是柔性电子制造领域拥有巨大的潜力,近年来发展迅速。目前,电喷印的应用多为单喷嘴打印,效率较低,采用喷嘴阵列打印是提升打印效率的有效方式,而喷嘴间存在电场干涉,打印精度会受到影响而难以保证,且电压越高,电场干涉越严重;因此,寻求电压条件更友好的喷嘴类型及合理的喷嘴阵列结构,是在保证打印精度的同时提升打印效率的关键。针对上述问题,本文以寻求电压条件更友好的喷嘴类型及合理的喷嘴阵列结构为研究目标,通过理论分析与数值模拟相结合的方式,研究设计电场均匀性更优的喷嘴阵列结构,并采用智能优化算法对设计结构进行优化,取得的设计成果和相关结论对电喷印喷嘴阵列具有工程应用参考价值和现实意义。具体研究内容及成果如下:1.阐述了电喷印射流的基本原理,讨论了电喷印射流稳定性的影响因素及电喷印射流的多种模式;对电喷印射流有限元数值模拟所需要的流场、电场控制方程、多物理场耦合方法及两相流界面追踪方法进行了论述。2.通过COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件建立了具有抑制泰勒锥回流特征的导电喷嘴及绝缘喷嘴的锥射流演化过程仿真模型。通过与Collins模型对比锥射流的演化形态验证了模型的正确性,并采用电荷分布对所设计绝缘喷嘴的工作稳定性进行说明,最后总结了电压、射流高度、喷嘴内径及入口压力等关键工艺参数对其锥射流状态的影响规律。研究表明:所设计喷嘴具有良好的电场性能及长久稳定工作的能力;实现稳定射流时,电压过大易使射流失稳出现多股射流;射流高度过大时则空间强度过低而无法形成射流;喷嘴内径及入口压力的增大可加快射流成形速度,但泰勒锥锥度亦随之增大,增加射流不稳定性,需增大电压保证其稳定状态。3.针对设计绝缘喷嘴进行了喷嘴线性阵列和环形阵列的电场仿真分析。采用单因素分析法分析了电极电压、喷嘴间距及射流高度对线性阵列和环形阵列的电场均匀性的影响规律,并以电场强度标准方差为评价指标,验证了设计环形阵列的电场分布的均匀性更优。对不同射流高度法和电压法对环形阵列中“边缘效应”的抑制效果进行了讨论;研究结果表明,合理使用此两种方法均能抑制环形阵列中的电场干涉,提升电场均匀性,同时二者也存在差异;不同射流高法设备要求相对简易,但会造成打印分辨率的损伤,电压法打印分辨率精度较高,但控制难度大,设备较为复杂,在实际打印中需根据打印需求酌情进行选择。4.以环形阵列的电场强度标准方差为优化目标,进行环形阵列关键参数优化。通过Design Expert软件,选取环周喷嘴电压、环心喷嘴与环周喷嘴的电压差值、喷嘴间距及射流高度四个因素进行试验设计,采用响应面法进行二次项拟合得到其关系模型;通过增强精英保留遗传算法对环形阵列的关键参数组合进行优化设计;与经典遗传算法的优化结果进行对比,验证了SEGA优化效果的优异性;对SEGA优化得到的参数组合进行有限元仿真验证,当环周喷嘴电压为1.4k V,环心喷嘴与环周喷嘴电压差值为160V,喷嘴间距为1*dr,射流高度为0.65mm时,得到电场强度的标准方差为0.744,与SEGA优化得到的结果相比,二者相对误差仅为2.42%,优化结果可靠,环形阵列的电场均匀性得到进一步提高。
其他文献
研究背景疾病谱是将疾病按照患病率由高到低的顺序排列而成,它反映了当前疾病的流行状况和居民的健康水平。随着我国经济社会快速发展、医疗技术水平不断提高、人口老龄化速度加快,中国居民疾病谱从过去的以传染性疾病为主向高血压、心脏病、脑卒中、肿瘤等慢性非传染性疾病转变。所以掌握当前居民疾病谱特点能够帮助了解目前威胁居民健康最主要的疾病种类,从而有效指导医疗卫生资源的合理配置,并为疾病防控工作实施和卫生政策制
目的:1.比较与评价加减温经汤两种预煎颗粒治疗军地女青年寒凝血瘀型痛经的临床疗效及安全性;2.评价加减温经汤两种预煎颗粒对上述军队患者焦虑、抑郁状态及体能状况的调整作用。方法:1.将311例寒凝血瘀型痛经患者分为单煎制粒组103例、合煎制粒组109例、安慰剂组99例,分别给予加减温经汤单药煎取制成的配方颗粒和混合煎取制成的合煎颗粒,以及安慰剂颗粒,疗程8周。以痛经症状评分和疗效为主要评价指标,以伴
研究背景与目的:急性动脉血栓形成通常是由不稳定的动脉粥样硬化斑块破裂或侵蚀所引发的凝血级联反应,往往具有症状隐匿和瞬间突发的特点,患者常以致死性血栓形成事件为首发症状,具有较高的致死率和致残率。在血栓形成早期病变局部活化的凝血酶含量升高,有研究将活化的凝血酶作为血栓形成的早期分子标志物,对凝血酶活性进行检测,实现血栓形成的分子成像。近年来随着分子影像学(Molecular imaging)和纳米生
人们对锂离子电池的需求日益增长,寻找容量高、倍率性能好和循环稳定的锂离子电池正极材料成为当下研究的热点。富锂锰基材料因其具有高比容量、高安全性及绿色无污染等优势成为最具潜力的研究对象。但是在充放电过程中面临晶格氧析出、自身倍率性能差等问题,严重阻碍了富锂锰基材料的商业化应用。本文以高安全性和高理论比容量的Li1.2Mn0.6Ni0.2O2(LMNO)为研究对象,通过密度泛函理论(DFT)从分子/原
35CrMo钢强度高,淬透性及韧性较好,常用于制造各种大型机械设备的零部件,在制造业中应用广泛。然而,35CrMo钢的硬度和耐磨性还相对较低,不能完全满足特殊工况条件以及使用寿命的要求。对比常规热处理,近年来迅速发展的电子束表面淬火技术具有能量利用率高及加工精度高等优点,能够显著改善材料表面的各项性能。本文以35CrMo钢为研究对象,基于传热学及有限元方法等理论,通过ANSYS有限元分析软件建立了
聚焦家庭迁移经历对儿童认知发展的影响,并根据中国家庭追踪调查(CFPS)2012—2018年四轮调查数据进行实证研究,发现父母外出对农村留守儿童的语文和数学成绩均有显著负向影响,且母亲单方外出对儿童负向影响更大;男孩较女孩受到母亲单方外出的影响更显著,低年级儿童较高年级儿童更易受到父母外出的负向影响。为减少家庭迁移经历对儿童认知发展的负向效应,建议通过优化户籍制度、促进外来务工人员定居城市以及鼓励
纵观无人自行车自平衡控制的发展历程,虽然使用传统控制器已经实现对无人自行车的平衡控制和轨迹控制。但是,这些控制全部或部分受限于较为理想的路况和环境之中,当无人自行车处于不同的路况,或者行走于未知的动态变化环境中时,传统控制器并不能让无人自行车适应环境,需要重新调整参数,以达到稳定状态。本论文采用一种强化学习的策略--反应式认知学习系统,依靠无人自行车与环境交互,展开无人自行车自平衡运动控制研究。无
研究目的依托医院信息化环境,研发一套实时、准确、客观、便捷的护理敏感质量指标监测系统,旨在全面科学地评价医院护理质量,辅助护理管理者实施精准化临床决策,不断完善护理工作流程,推动护理质量持续改进,提高护理服务水平,提升患者护理满意度。研究方法1.护理敏感质量指标集的确定:结合国家护理敏感质量指标数据集指南,对国内外研究现状进行文献回顾,通过专家会议法确定适用于综合医院护理敏感质量指标信息化监测的指
目的研发一种可用于战现场气道损伤紧急气管切开的气管切开新装置,探索出战现场紧急气管切开新方法。方法针对现行气管切开术所存在的问题,以简化操作步骤和减少操作时间为思路,研究生产出新型气管切开装置样品,进行动物实验。对存在的问题加以解决,对装置不断进行改进,最终定型为鹰嘴式气管切开撑开一体钳(OTEF)。使用18只小型猪,随机分为3组,每组6只,分别进行环甲膜切开术(SC)、外科气管切开术(ST)以及