Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences (한국항공우주학회지)

The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences (한국항공우주학회)
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Three Dimensional Electro-Fluid-Structural Interaction Simulation for Pumping Performance Evaluation of a Valveless Micropump

무밸브 마이크로 펌프의 성능평가를 위한 3차원 전기-유체-구조 상호작용 해석

  • 팜마이 (건국대학교 신기술융합학과 대학원) ;
  • 판반푸억 (건국대학교 신기술융합학과 대학원) ;
  • 한철희 (충주대학교 항공.기계설계학과) ;
  • 구남서 (건국대학교 신기술융합학과)
  • Published : 2009.08.01
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Abstract

In this study, the pumping performance of a piezoelectric valveless micropump is simulated. The micropump, which was developed in the previous work, is composed of a four-layer lightweight piezocomposite actuator, a polydimethylsiloxane (PDMS) pump chamber, and two diffusers. The piezoelectric domain, the fluid domain and the structural domain are coupled in the three-dimensional simulation. We used ANSYS for the piezoelectric and structural domains and ANSYS CFX for the fluid domain. The effects of driven frequency on the flow rate have been investigated by simulating the flow characteristics for 10 Hz and 40 Hz driven frequencies. The flow rates with respect to driven frequencies up to 300 Hz have been calculated.

본 논문에서는 압전 작동기로 구동되는 무밸브 마이크로 펌프의 펌프 성능을 계산하였다. 선행연구에서 개발된 마이크로 펌프는 4층의 경량 압전 복합재료 작동기, PDMS로 된 챔버와 2개의 디퓨져로 이루어져 있다. 유한요소 해석은 압전 영역, 구조 영역 및 유체 영역을 완전 연성하여 수행되었다. 구조 및 압전 영역의 해석은 ANSYS를 사용하였으며, 유체영역의 해석은 ANSYS CFX를 사용하여 수행하였다. 작동 주파수가 10 Hz와 40 Hz인 경우에 대한 해석을 수행하여 작동 주파수가 유동 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 또한 300 Hz까지의 유동 해석을 통하여 작동 주파수에 따른 유량을 계산하였다.

Keywords

References

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