噴墨液滴的案例
comsol噴墨液滴仿真
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comsol噴墨液滴仿真
Comsol inkjet_nozzle_ls
最近在研究comsol，上期講的是壓電仿真，這期來(lái)說(shuō)說(shuō)多相流液滴仿真，詳細(xì)解讀其中參數(shù)的意義。
FLUENT多相流案例之三：基于VOF模型的墨水噴嘴液滴形成過(guò)程仿真 ￥499
噴墨打印機(jī)噴嘴液滴形成的瞬態(tài)過(guò)程是打印機(jī)的核心控制參數(shù)。本算例采用VOF模型來(lái)預(yù)測(cè)液滴的形狀。為了捕捉出墨的毛細(xì)效應(yīng)，需要考慮表面張力和潤(rùn)濕角的大小，但不考慮重力影響。噴嘴內(nèi)部的表面是中性可濕潤(rùn)的，而噴嘴孔周圍則是不可濕潤(rùn)的。仿真域由兩個(gè)部分組成:墨腔和氣腔，初始時(shí)刻，墨水充滿噴嘴，而其余區(qū)域充滿了空氣。假定這兩種液體都處于靜止?fàn)顟B(tài)。為了啟動(dòng)噴墨，在進(jìn)口邊界處的墨水流速突然從0上升到3.58 m/s，并根據(jù)余弦定律下降，10微秒后，速度回到零。總共仿真時(shí)間為30微秒，即，是最初脈沖持續(xù)時(shí)間的三倍。由于是軸對(duì)稱問(wèn)題，采用二維幾何。
20ms時(shí)刻
UDF定義速度邊界隨時(shí)間變化
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展開(kāi) 可用聲波控制液滴成型的新3D打印技術(shù)
SEAS的研究人員開(kāi)發(fā)出一種新的3D打印技術(shù)，該技術(shù)利用聲波從液體中產(chǎn)生具有前所未有的成分和粘度范圍的液滴。據(jù)研究人員稱，這種技術(shù)可以按需對(duì)無(wú)數(shù)材料進(jìn)行3D打印，并可用于合成生物制藥和化妝品，以及光學(xué)和導(dǎo)電材料。
目前，使用噴墨3D打印機(jī)制造用于藥物遞送的微膠囊。噴墨3D打印利用液滴形成固體，但它僅適用于粘度約為水的10倍的液體。然而，研究人員感興趣的許多液體更加粘稠。例如，生物制藥和生物打印中使用的生物聚合物和載有細(xì)胞的墨水的粘度至少是水的100倍。一些含糖的生物聚合物可能像蜂蜜一樣粘稠，粘度比水高25,000倍。
因此，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種獨(dú)立于流體材料特性的3D打印系統(tǒng)。他們利用聲波建立了一個(gè)系統(tǒng)，以幫助重力從粘性流體形成受控大小的液滴。
他們?cè)O(shè)計(jì)并制造了一個(gè)能夠產(chǎn)生的亞波長(zhǎng)聲諧振器一個(gè)受限的聲場(chǎng)，它使拉力大于打印機(jī)噴嘴尖端的正常重力的100倍。
蜂蜜滴在玻璃基板上
通過(guò)控制目標(biāo)位置，可以在任何地方小心地沉積和圖案化噴射的液滴。
研究人員對(duì)各種材料進(jìn)行了測(cè)試，包括蜂蜜，干細(xì)胞墨水，生物聚合物，光學(xué)樹(shù)脂和液態(tài)金屬。
展開(kāi) Xflow兩相流自由液面
3d沒(méi)有好描述和說(shuō)明的，特別說(shuō)明2d的設(shè)置和應(yīng)用，其實(shí)2d的應(yīng)用最好還是在自由表面中的應(yīng)用較多（xflow計(jì)算案例，例如Rayleigh-Taylor不穩(wěn)定性、液滴、噴墨等），2d是在3d基礎(chǔ)上去掉寬度方向計(jì)算，在xflow中即設(shè)定計(jì)算平面為x-y（z=0）平面二維模型。X為模型長(zhǎng)度，y為模型高度。
2. 原則
在用xflow solver求解自由表面問(wèn)題時(shí)，無(wú)論二維還是三維計(jì)算模擬，必須保證模擬模型的垂直方向和Y-axis完成平行一致，因?yàn)閤flow求解器默認(rèn)y-axis為最佳液面高度定義方式。
3. Free surface external
流體水槽默認(rèn)按照X軸流動(dòng)，-x /+y默認(rèn)為流體域入口，+X為出口，-Y為地面，-z/+z為對(duì)稱循環(huán)。需要設(shè)定的值：
入口的初始速度（velocity law at the inlet）
水流初始表面(water initial surface)
入口水表面函數(shù)（water inlet wave function）表示出口處自由表面的位置，其可以為常數(shù)或者為時(shí)間的函數(shù)。
設(shè)置最直接的方式就是水槽及表面邊界條件導(dǎo)向功能來(lái)設(shè)置上面的所有值，包括虛擬模
擬水槽的大小設(shè)置。
圖3-1 自由表面水波設(shè)置向?qū)?如圖3-1向?qū)D所示，需要設(shè)置的參數(shù)有水槽的長(zhǎng)度、高度、寬度、水槽內(nèi)水深度、水流動(dòng)速度、水波幅度、水波頻率。
設(shè)置完后在環(huán)境設(shè)置相應(yīng)相就自動(dòng)生成函數(shù)表達(dá)式，當(dāng)然每個(gè)參數(shù)也可以根據(jù)需要自定義相關(guān)特殊函數(shù)表達(dá)式。
對(duì)于五階斯托克斯模型請(qǐng)參考相關(guān)手冊(cè)和專業(yè)書(shū)籍。
4. Free surface internal
內(nèi)部自由表面流動(dòng)，需要用戶去定義各個(gè)外部表面邊界條件和初始液位高度。
5.
展開(kāi) 
