| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第16-36页 |
| 1.1 研究背景 | 第16页 |
| 1.2 研究意义 | 第16-17页 |
| 1.3 微惯性开关研究现状 | 第17-25页 |
| 1.3.1 “固-固”接触型惯性开关的研究现状 | 第17-21页 |
| 1.3.2 “固-液”接触型开关的研究现状 | 第21-25页 |
| 1.4 流动液体的研究现状 | 第25-30页 |
| 1.4.1 镓铟液态金属 | 第26-29页 |
| 1.4.2 磁流变液 | 第29-30页 |
| 1.5 微尺度下液滴动力学的基本原理 | 第30-32页 |
| 1.6 本文研究的关键问题 | 第32-33页 |
| 1.7 本文的主要研究内容及结构 | 第33-36页 |
| 2 微通道内液体流动阻力特性研究 | 第36-56页 |
| 2.1 微通道内流体基本方程 | 第36-39页 |
| 2.2 液体在常截面微通道中的流动阻力分析 | 第39-43页 |
| 2.3 液体在渐变矩形截面微通道中的流动阻力分析 | 第43-51页 |
| 2.3.1 微通道几何描述与模型 | 第44-45页 |
| 2.3.2 微通道内压降预测模型 | 第45-47页 |
| 2.3.3 微通道内压降仿真模拟方法 | 第47-48页 |
| 2.3.4 仿真结果与模型讨论 | 第48-51页 |
| 2.4 液体在U型弯曲矩形截面微通道内的流动阻力分析 | 第51-55页 |
| 2.4.1 微通道内压降计算方法 | 第52-53页 |
| 2.4.2 微通道内范宁阻力经验公式 | 第53-55页 |
| 2.5 本章总结 | 第55-56页 |
| 3 矩形截面毛细被动阀突破压力研究 | 第56-69页 |
| 3.1 引言 | 第56-57页 |
| 3.2 被动阀突破压力基本理论 | 第57-59页 |
| 3.3 三维突破压力模型分析 | 第59-61页 |
| 3.4 可视化离心试验设计 | 第61-63页 |
| 3.4.1 被动阀芯片制作 | 第61页 |
| 3.4.2 可视化离心测试台搭建 | 第61-63页 |
| 3.5 测试结果分析 | 第63-68页 |
| 3.5.1 三维突破压力模型验证 | 第64-65页 |
| 3.5.2 三维突破压力模型对比分析 | 第65-67页 |
| 3.5.3 三维突破压力模型适应性分析 | 第67-68页 |
| 3.6 本章小结 | 第68-69页 |
| 4 离心力作用下矩形微通道液体瞬态流动特性研究 | 第69-91页 |
| 4.1 引言 | 第69-70页 |
| 4.2 离心流动机理分析 | 第70-71页 |
| 4.3 瞬态流动数学模型 | 第71-75页 |
| 4.3.1 瞬态流动控制方程 | 第71-73页 |
| 4.3.2 模型求解方法 | 第73-75页 |
| 4.4 瞬态流动仿真 | 第75-77页 |
| 4.4.1 仿真方法和参数设定 | 第75-76页 |
| 4.4.2 仿真模拟控制方程 | 第76-77页 |
| 4.5 仿真结果分析 | 第77-81页 |
| 4.5.1 截面尺寸和转速对液体流动位移的影响 | 第77-78页 |
| 4.5.2 截面尺寸和转速对横向速度的影响 | 第78-79页 |
| 4.5.3 瞬态流动模型与仿真验证 | 第79-81页 |
| 4.6 离心测试试验方案 | 第81-84页 |
| 4.6.1 转速的测试 | 第81-83页 |
| 4.6.2 离心芯片制作 | 第83-84页 |
| 4.7 测试结果分析 | 第84-90页 |
| 4.7.1 微通道尺寸分析 | 第85-87页 |
| 4.7.2 微通道内液体受力分析 | 第87-88页 |
| 4.7.3 瞬态模型适用性讨论 | 第88-90页 |
| 4.8 本章小结 | 第90-91页 |
| 5 镓铟液态金属微流体惯性开关设计 | 第91-106页 |
| 5.1 开关设计概念 | 第91-92页 |
| 5.2 开关工作原理解析 | 第92-95页 |
| 5.2.1 开关阈值解析 | 第92-93页 |
| 5.2.2 开关内流动液体自动恢复条件 | 第93-94页 |
| 5.2.3 开关内液滴体积计算 | 第94-95页 |
| 5.3 开关结构仿真 | 第95-97页 |
| 5.4 开关制作与试验平台搭建 | 第97-102页 |
| 5.4.1 开关结构材料选择 | 第97-98页 |
| 5.4.2 开关制作方法 | 第98-101页 |
| 5.4.3 马歇特冲击试验台的搭建 | 第101-102页 |
| 5.5 开关测试结果与性能分析 | 第102-105页 |
| 5.5.1 开关阈值验证 | 第102-103页 |
| 5.5.2 微通道宽对开关特性影响 | 第103-104页 |
| 5.5.3 电极位置对开关特性影响 | 第104页 |
| 5.5.4 开关自行恢复能力验证 | 第104-105页 |
| 5.6 本章小结 | 第105-106页 |
| 6 磁流变液微流体惯性开关流动电极可行性研究 | 第106-116页 |
| 6.1 磁流变液工作模式 | 第106-107页 |
| 6.2 阀模式下磁流变液流动特性分析 | 第107-112页 |
| 6.2.1 微阀阈值解析 | 第107-108页 |
| 6.2.2 磁场下磁流变液速度分布 | 第108-110页 |
| 6.2.3 磁流变液微阀数值模拟 | 第110-112页 |
| 6.3 微通道内磁流变液流动仿真分析 | 第112-114页 |
| 6.3.1 仿真模型和方法 | 第112-113页 |
| 6.3.2 流动结果分析 | 第113-114页 |
| 6.4 本章小结 | 第114-116页 |
| 7 总结与展望 | 第116-119页 |
| 7.1 总结 | 第116-118页 |
| 7.1.1 研究内容 | 第116-117页 |
| 7.1.2 创新点 | 第117-118页 |
| 7.2 未来展望 | 第118-119页 |
| 致谢 | 第119-120页 |
| 参考文献 | 第120-130页 |
| 附录 | 第130-131页 |