Output performance of valveless piezoelectric pumps with airfoil baffles at various angles of attack
Year: 2025
Type: article
Abstract: 本研究旨在探究翼型攻角变化对翼型挡体无阀压电泵输出性能的影响。通过将对称型和非对称型翼型置于流管内，设计了不同攻角（0°，5°，10°和15°）的翼型挡体无阀压电泵，并进行了输出流量和背压的试验测试。同时，利用COMSOL软件对含翼型挡体的流管进行了内流场模拟仿真，分析了涡旋结构和能量耗散特性。试验结果表明，美国国家航空咨询委员会（National Advisory Committee for Aeronautics，NACA）0015型翼型挡体无阀压电泵在攻角为0°时输出性能最佳，最大流量达到235.56 ml/min，最大背压为842.8 Pa。随着攻角的增大，压电泵的输出性能逐渐降低。流场仿真结果显示，流体反向流过翼型时，流场涡旋尺度大于正向流动时的涡旋，且NACA63-412翼型周围的涡旋更为密集且尺度更大。随着攻角的增大，流场的涡流结构呈现聚集、增多的趋势，涡流强度也随之增大，导致能量耗散加剧。研究表明，翼型攻角对压电泵的输出性能有显著影响，攻角增大会加剧流场能量耗散，从而降低泵的输出性能。本研究为高性能无阀压电泵的设计和优化提供了新的思路和理论依据。
Source: Optics and Precision Engineering
Authors: Ming KUANG, Jian XIONG, Lu WANG, Yadong HUANG, Jun HUANG, Siyao ZHANG
Institution: Jiangsu University
Language: English
Subfield: Computational Mechanics
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: bronze
OpenAlex ID: W4411527756