尾鳍式压电泵尾鳍形状优化、模拟及实验

作     者：胡笑奇 李垚 纪晶 胡彩旗 赵伟 HU Xiaoqi;LI Yao;JI Jing;HU Caiqi;ZHAO Wei

作者机构：枣庄学院机电工程学院枣庄277160 青岛农业大学机电工程学院青岛266109 

出 版 物：《振动．测试与诊断》 (Journal of Vibration,Measurement & Diagnosis)

年 卷 期：2024年第44卷第3期

页      面：560-565,622,623页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(31971801,51475221) 山东省自然科学基金资助项目(ZR2020ME252,ZR2020ME250) 

主　　题：压电 无阀泵 仿生结构 摆动振子 

摘      要：尾鳍仿生结构是形成尾鳍式压电泵泵送效应的关键部件,受到多种生物鱼尾结构的启发,提出了内三角形、弯月形、扇形和梯形等形状的尾鳍,并对其进行研究和对比。首先,在ANSYS Workbench软件平台对振子进行了振动分析,并基于响应面法优化了尾鳍形状参数;其次,基于COMSOL软件进行了振子在泵腔内的流固耦合分析,模拟了泵出口端的泵流量;最后,进行了流量测试实验,绘制了泵的流量-频率曲线。结果表明:优化后的上述4种形状尾鳍振子的振幅依次提高了233%,100%,78%和138%;4种尾鳍振子的泵流量比优化前分别提高了43%,20%,-27%和87%;实测流量分别提高了48.7%,20.6%,-21.2%和101.5%,变化趋势和模拟值趋同。