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J-GLOBAL ID：202202281146314833   整理番号：22A1086104

トポロジー最適化に基づく流体ダイオードを用いたバルブレスマイクロポンプのシミュレーションと実験【JST・京大機械翻訳】

Simulation and Experiments on a Valveless Micropump With Fluidic Diodes Based on Topology Optimization

著者 (4件)： Zhou Peng (Department of Mechanical Engineering, University of Minnesota, Minneapolis, MN, USA) ,  Zhang Tianyi (Department of Mechanical Engineering, University of Minnesota, Minneapolis, MN, USA) ,  Simon Terrence W. (Department of Mechanical Engineering, University of Minnesota, Minneapolis, MN, USA) ,  Cui Tianhong (Department of Mechanical Engineering, University of Minnesota, Minneapolis, MN, USA)
資料名： Journal of Microelectromechanical Systems  (Journal of Microelectromechanical Systems)
巻： 31  号： 2  ページ： 292-297  発行年： 2022年 
JST資料番号： W0357A  ISSN： 1057-7157  CODEN： JMIYET  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： マイクロポンプは,少量の液体をポンプするマイクロ電気機械システム(MEMS)デバイスである。それらはエレクトロニクス冷却やドラッグデリバリーのような多くの応用で使用されている。可動部分のないバルブレス流体ダイオードマイクロポンプは,MEMSコミュニティにおいて最近大きな興味を引いている。本論文では,トポロジー最適化を用いて,2次元,固定形状,高ディオディシティの流体ダイオードを設計し,これは,逆流に対する前方の圧力降下の比である。Tesla型の流体ダイオードの1つが5以上の二分性を示した。もう1つはノズル拡散型である。両者を実験的および計算的に実証した。次に,数値シミュレーションを適用して構造を単純化し,二次元形状をマイクロポンプの三次元モデルに変換した。最適化したダイオードによるマイクロポンプ流体流の3次元および非定常数値解析を,各2つのダイオード設計のポンプに対して行った。Tesla型流体ダイオードを有するマイクロポンプは34ml/hの測定流速に達し,計算結果とノズル拡散型マイクロポンプの2.2倍と一致した。性能結果は内部チャネル形状への高い依存性を示した。2つのタイプは,200Ωμmの内部チャネル厚さで最も高い流量を示した。優れた再現性と正確な流れ制御は,応用に対して正の見通しを示した。[2021-0144]Copyright 2022 The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *最適化 ,  *ダイオード ,  ノズル ,  簡素化 ,  流体流 ,  流量 ,  *ポンプ ,  *流体 ,  流速 ,  電子技術 ,  二次元 ,  三次元 ,  ドラッグデリバリーシステム ,  MEMS ,  *マイクロポンプ

分類 (1件)： ポンプ,各種揚水装置  (QD05030P)

タイトルに関連する用語 (5件)： トポロジー最適化 ,  流体 ,  ダイオード ,  シミュレーション ,  実験