摘要：毛细力驱动自组装的定位是利用微元件及基片表面之间的毛细力作用实现的。为了研究微元件及组装区的形状对自组装定位的影响,在分析毛细力驱动自组装机理的基础上,利用能量法建立了毛细力驱动自组装系统的定位解析模型,预测了不同形状微元件的自组装结果,并对一些不合理的组装设计进行了修正。结果表明:通过计算自组装表面能量可以预测组装结果,并设计合理的粘合区形状。

摘要：热管内烧结式多孔铜吸液芯的毛细力和渗透率在热管的传热过程中起主要作用,决定了热管的传热效率,毛细力与渗透率的测量较困难。根据烧结式多孔铜吸液芯具有的毛细现象和压差的作用设计了毛细力的测量装置,成功计算出了毛细力的值;利用达西公式推导出渗透率的测量方法并设计渗透率的测量装置,用拟合曲线成功推导出烧结式多孔铜的渗透率值。并研究了烧结铜粉末尺寸(120~150μm、96~120μm、75~96μm、48~75μm、38~48μm)对烧结式多孔铜的毛细力和渗透率性能的影响,并结合微观形貌分析了粉末尺寸对烧结式多孔铜吸液芯的毛细力、渗透率性能的影响,粉末尺寸越小,多孔铜的毛细力越大、渗透率越小。

摘要：在微纳制造过程中,固液耦合界面的毛细力牵引行为可能会影响微结构的稳定性,导致结构变形或倒塌。本课题组基于飞秒激光双光子打印、显影后溶剂蒸发诱导毛细力牵引过程,对单个和双倾斜微板结构在毛细力下的变形行为进行研究。通过建立固液耦合界面下倾斜微板的毛细力作用模型,综合研究了倾斜角度、微板高度和结构间距对毛细力牵引下微结构形态(内组装、倾斜和外倒塌)的影响。结果表明:固液耦合界面下结构在毛细力作用下的变形行为主要取决于结构所受毛细力(内、外毛细力)和自身支撑力之间的竞争关系。理论分析、实验结果和仿真模拟表明,在高纵横比倾斜微结构阵列中,可以通过邻近结构的耦合设计来避免不对称毛细力诱导下的微结构坍塌。本工作对涉及固液耦合情况的倾斜型、高纵横比微纳米结构的加工制造具有重要的参考意义。

摘要：无动力液体定向输运可为可控微流体、药物定向输送、可控化学反应和定向润滑防粘等提供创新设计新思路,具有广泛的应用前景。一般而言,液体在表面上的自主运动的动力来源于表面能的不平衡或者由结构引起的毛细力不平衡,而单方向运动往往是由于梯度表面张力、梯度拉普拉斯压力或者各向异性结构引起的。

摘要：毛细驱动蒸汽喷射式制冷系统,是一种无泵的可利用低位热源的新型制冷系统。本文分析了该系统的工作原理, 设计了一套利用反向式轴向槽道毛细芯结构的小型喷射式制冷装置,分析了其工作能力和运行性能,计算了系统的性能系 数COP、(?)效率η和系统的热力完善度,讨论了各主要参数对系统性能的影响。

摘要：为实现微流体惯性开关在智能弹药引信系统中的应用,提出一种双向抗高过载微流体惯性开关,解决高冲击作用下由水银液滴分离造成的开关接触不稳定问题.基于微通道内水银液滴所受毛细力原理,设计蛇形缓冲通道与三级毛细阀结构.分析收缩型毛细阀与扩张型毛细阀中水银液滴的受力状态,建立矩形截面通道中水银液滴的静态阈值模型;采用用户定义函数(UDF)施加加速度载荷对开关进行有限元仿真.通过仿真分析可知,该惯性开关在典型正向勤务跌落载荷与典型反向勤务跌落载荷作用下,水银液滴可恢复至初始状态,不会产生液滴分离现象,表明开关具备可靠的抗高过载能力.采用两次离心试验完成微小水银液滴的制备与注液,对所制作的微流体开关样机进行Machete落锤冲击试验.试验结果表明:开关在典型正向冲击载荷与典型反向冲击载荷作用后,水银液滴未发生液滴分离现象,与仿真结果一致.

摘要：内分液流型调控管依靠微尺度网孔阻气通液的毛细力学特性,调控气液两相间歇流型以实现传热强化.基于Lockhart--Martinelli分相模型以及Zuber--Findlay漂移流动模型,建立描述内分液竖直管内流体动力特性的一维数学模型.采用模型求解实验工况,计算结果与实验结果误差均在20%以内.计算发现,液速对流动现象起决定作用,而气速影响通过丝网的渗透程度.在定性分析基础上,采用三角立方插值与最小二乘B样条拟合获得了流动特性与气速、液速的定量函数关系.据此得出结论,当Rel693 7,且Reg<67时,可能会出现第2类工况,此时较低的气速会促进第2类工况的出现.根据建立的模型与拟合关系式可实现内分液调控管的优化设计.

摘要：为解决无人水下航行器燃烧反应器的吸液芯设计难题,该文根据燃烧理论及毛细力学理论,提出了吸液芯的设计计算方法。通过仿真计算,研究了吸液芯结构参数与通过吸液芯的热流密度的关系。结果表明,吸液芯热流密度随丝网目数增加先增大后减小,Li液上升过程中黏性压损随丝网目数增加而增大,Li液上升的有效高度随吸液芯热流密度的增加而减小。该方法可为吸液芯设计提供参考,缩短试验进程。

摘要：毛细力诱发的粘附现象在自然界和工农业生产中广泛存在,例如微机电系统、微纳米自组装、油气驱替等.本文系统研究了两根微梁的毛细粘附行为,包括梁剥离过程中液桥的形貌以及剥离力-位移变化规律.试验发现,微梁在毛细力作用下的剥离部分经历了液膜粘附和液滴粘附两个阶段.考虑两个阶段的液桥形状特征,分别建立系统的能量泛函,采用变分原理推导了考虑毛细力的微梁剥离的非线性微分方程和边界条件.基于Matlab编程求解方程,得到了剥离力-位移曲线,理论计算与试验结果具有很好的一致性.另外,参数研究表明,接触角和表面张力系数对液膜粘附的微梁剥离影响显著,而对液滴粘附的剥离影响较小;微梁刚度对两个阶段的剥离都有明显影响.本文的试验结果和理论分析对于实际工程中微结构的定量设计具有一定参考价值.

摘要：介绍了即将用于国际空间站的以二氧化碳(CO_2)为工质的机械泵驱动两相循环冷却系统(MPL),储液罐是MPL的重要部件,依靠毛细力对环路补充液体。目标是通过测量CO_2在不锈钢丝网毛细上升的地面实验,找出丝网的结构特性及CO_2的浸润性,为储液罐设计提供安全建议。依据地面实验,得到了丝网的渗透率及CO_2的浸润角,实验的动态结果与毛细动力学方程非常接近,由此可以推断出在不考虑重力的太空环境中丝网携液量的关系式。最终,提出建议在设计储液罐内毛细结构时要考虑毛细结构能够提供的最大供液量,以保证由储液罐进入系统为液态。