• 한국항공우주학회지
• /
• 제34권6호
• /
• pp.35-41
• /
• 2006

본 논문에서는 무밸브 마이크로펌프에 사용되는 압전 다이아프램의 성능을 향상시키는 방법이 연구되었다. 큰 작동 변위와 작동력을 가지는 원형 형태의 경량 압전 복합재료 작동기(LIPCA)를 마이크로 펌프용으로 제작하였다. 유한요소 해석과 실험을 통하여 원형 LIPCA의 성능을 예측하여 최적의 적층 형태를 설계하였다. 최적의 원형 LIPCA를 기반으로 포토리소그라피법과 PDMS 몰딩법을 사용하여 무밸브 마이크로 펌프를 제작하였다. 압전 다이아프램의 작동 변위 및 마이크로 펌프의 유량과 배압을 실험적으로 계측하였고, 반경험식을 사용하여 예측한 유량과 비교하였다. 이상의 연구에서 원형 LIPCA가 마이크로 펌프용으로 사용되는 보통의 압전 작동 다이아프램을 대체할 수 있는 우수한 작동기임을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제36권1호
• /
• pp.7-13
• /
• 2008

본 논문에서는 유한요소법을 기반으로 한 소프트웨어 COMSOL Multiphysics를 이용하여 압전 복합재료 작동기를 이용하여 제작한 무밸브 마이크로펌프의 성능을 연구하였다. 압전 마이크로펌프는 4층의 경량 압전 복합재료 작동기, PDMS으로 된 챔버와 2개의 디퓨저로 이루어졌다. 시뮬레이션에서는 압전 재료 영역, 구조 영역과 유체 영역을 완전 연성하여 해를 계산하였다. 물을 유체로 사용하였으며, 유량을 마이크로펌프의 구조적 파라미터에 대하여 계산하였다. 이 연구에 기초하여 보다 성능이 좋은 마이크로펌프를 제시하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
• /
• pp.140.1-140.1
• /
• 2005

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
• /
• 유체기계공업학회 2004년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
• /
• pp.748-753
• /
• 2004

The performance of a valveless micropump driven by chamber wall oscillation was numerically investigated for various frequency and amplitude of the oscillation. The numerical study was performed in the range of oscillation frequency from 200Hz to 1000Hz and amplitude from $1{\mu}m$ to $15{\mu}m$. And optimal values for the parameters are found. At the oscillation frequency 600Hz, the net flow rate of micropump shows a maximum value. Also the results show good agreement with the experimental results. The total flow rate was increased with the oscillation amplitude. However, the net flow rate was found to be decreased over $7{\mu}m$.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제37권8호
• /
• pp.744-750
• /
• 2009

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.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제26권2호
• /
• pp.291-299
• /
• 2002

This paper characterizes hi-directionally oscillating flow in planar microdiffusers in order to evaluate the frequency-dependent flow rectification performance of the microdiffusers. In the theoretical study, we analyze a hi-directionally oscillating flow in the planar microdiffuser. In the experimental study, we fabricate two different microdiffuser prototypes, having different neck widths of 100 ㎛ (D100) and 300 ㎛(D300), respectively. The experimental net flow rates are measured as 116.6 $\mu$ι/min. and 344.4 $\mu$ι/min. for D100 and D300, respectively. The experimental flow rate of D300 decreases at the oscillating flow frequencies higher than 90Hz, at which the net boundary layer thickness is reduced to the microdiffuser neck width. It is experimentally verified that the flow rectification performance and the net flow rate of the microdiffusers tend to decrease when the boundary layer thickness is smaller than the diffuser neck width.