仿尾鳍式变截面摆动振子无阀压电泵：原理、实验与高效流量

"仿尾鳍式变截面摆动振子无阀压电叠堆泵的原理与实验验证，由张建辉、胡笑齐和林晓光等人提出，旨在克服传统无阀压电泵的周期性和波动性问题，通过模仿尾鳍摆动，设计了一种新型的压电泵。该泵采用变截面摆动振子和压电叠堆驱动，实现了更连续的流体流动和压力产生。论文通过动量分析、模拟分析、多普勒测振扫频实验以及对比实验，验证了新泵设计的流量提升效果，相比于同类泵，流量提高了560%，表明了其设计的正确性和可行性。该研究涉及的关键词包括仿尾鳍、变截面摆动振子、压电叠堆和无阀泵，分类于机械工程和压电技术领域。" 详细说明: 这篇论文探讨的是一种创新的无阀压电泵设计，被称为仿尾鳍式变截面摆动振子无阀压电叠堆泵。传统的无阀压电泵在工作时，由于其自身的工作原理，往往会产生周期性的流动和压力波动，这限制了其在需要连续稳定流体输出的场合的应用。为了解决这个问题，研究者受到自然界中鱼类尾鳍摆动的启发，设计了一个能够连续产生流体流动和压力的新型压电泵。 这种泵的核心是变截面摆动振子，它能改变截面形状并配合压电叠堆驱动，以实现更加平滑的流体运动。在理论分析部分，研究者从动量守恒的角度出发，深入研究了摆动振子与流体微团之间的相互作用机制，推导出了驱动频率与泵流量的解析关系，揭示了泵性能与驱动参数之间的内在联系。 为了验证理论分析，研究人员对变截面摆动振子进行了模拟分析和多普勒测振扫频实验，以评估其动态特性。这些实验提供了关于振子性能和流体流动行为的重要数据。此外，他们还进行了驱动频率与泵流量的实际操作实验，将实验结果与已有的研究（如巴西学者Cícero R. De Lima的工作）进行了对比。实验结果显示，这种新型泵的流量相比传统设计提升了560%，这一显著的提升证明了仿尾鳍式设计的有效性和创新性。 这项工作展示了如何通过生物灵感设计和压电技术的结合，改进无阀压电泵的性能，使得泵能够在保持高效运行的同时提供更稳定的流体输出。这项研究对于压电驱动技术、流体机械以及相关领域的工程师和技术人员来说具有重要的参考价值，可能引领未来无阀泵设计的新方向。