Performance Optimization of Nozzle-Diffuser Piezoelectric Micropump with Multiple Vibrating Membranes by Design of Experiment (DOE) Method

سال انتشار: 1402
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 122

فایل این مقاله در 15 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-16-7_005

تاریخ نمایه سازی: 27 خرداد 1402

چکیده مقاله:

During recent years, microfluidics based microelectromechanical systems (MEMSs) have found multiple applications in biomedical engineering. One of their most important implementations is fluid transfer in microliter and nanoliter scales. Nowadays, micropumps are extensively used in various medical applications such as drug delivery. In this study, the performance of a piezoelectric micropump is investigated and optimized. This micropump consists of a pump chamber and three deformable walls in a nozzle-diffuser shape, which are used to create pressure gradient between the inlet and outlet. The performance of the micropump is evaluated by transient Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation using dynamic mesh. Then its performance is optimized using the Design of Experiment (DOE) method based on mean net outlet mass flow rate and flow reversibility at the pump outlet. The results indicate an improvement of ۳۴.۵% in mean net outlet mass flow rate and a significant decrease in reversibility. The maximum mean net outlet mass flow rate and the minimum reversibility corresponding to the optimum geometries are ۹۵.۸۲ mL/min and ۰.۰۵%, respectively.

نویسندگان

S. Bayazidi

Faculty of Mechanical and Energy Engineering, Shahid Beheshti University (SBU), Tehran, ۱۹۸۳۹۶۹۴۱۱, Iran

M. Mojaddam

Faculty of Mechanical and Energy Engineering, Shahid Beheshti University (SBU), Tehran, ۱۹۸۳۹۶۹۴۱۱, Iran

A. Mohseni

Faculty of Mechanical and Energy Engineering, Shahid Beheshti University (SBU), Tehran, ۱۹۸۳۹۶۹۴۱۱, Iran

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Abhari, F., H. Jaafar and N. A. Md Yunus (۲۰۱۲). ...
  • Byrne, D. M. and S. Taguchi (۱۹۸۷). The Taguchi approach ...
  • Cartin, C. P., R. M. Pidaparti and G. M. Atkinson ...
  • Cui, Q., C. Liu and X. F. Zha (۲۰۰۸). Simulation ...
  • Currie, I. G. (۲۰۱۶). Fundamental Mechanics of Fluids. CRC Press ...
  • He, X., S. C. Cai, Z. D. Deng and S. ...
  • Issa, R. I. (۱۹۸۶). Solution of the implicitly discretised fluid ...
  • Iverson, B. D. and S. V. Garimella (۲۰۰۸). Recent advances ...
  • Kackar, R. N. (۱۹۸۵). Off-line quality control, parameter design, and ...
  • Karimi, S., P. Mehrdel, J. Farré-Lladós and J. Casals-Terré (۲۰۱۹). ...
  • Karimi, S., M. Mojaddam, S. Majidi, P. Mehrdel, J. Farré-Lladós ...
  • Khuri, A. I. and S. Mukhopadhyay (۲۰۱۰). Response surface methodology. ...
  • Kim, Y. S., J. H. Kim, K. H. Na and ...
  • Koombua, K., R. M. Pidaparti and G. M. Atkinson (۲۰۰۸). ...
  • Koombua, K. and R. M. Pidaparti (۲۰۱۰). Performance evaluation of ...
  • Kumar, C. S. S. R. (۲۰۱۰). Microfluidic devices in nanotechnology: ...
  • Lee Rodgers, J. and W. A. Nicewander (۱۹۸۸). Thirteen ways ...
  • Li, Z. and X. Zheng (۲۰۱۷). Review of design optimization ...
  • Mason, R. L., R. F. Gunst and J. L. Hess ...
  • Mojaddam, M. and K. R. Pullen (۲۰۱۹). Optimization of a ...
  • Montgomery, D. C. and G. C. Runger (۲۰۱۰). Applied Statistics ...
  • Montgomery, D. C. (۲۰۱۷). Design and Analysis of Experiments. John ...
  • Myers, R. H., D. C. Montgomery, G. G. Vining, C. ...
  • Namazizadeh, M., M. Talebian Gevari, M. Mojaddam and M. Vajdi ...
  • Noruz Shamsian, O., A. Mohseni and M. Mojaddam (۲۰۲۰). Design ...
  • Ohnstein, T., T. Fukiura, J. Ridley and U. Bonne (۱۹۹۰). ...
  • Patankar, S. V. and D. B. A. Spalding (۱۹۷۲). Calculation ...
  • Piterah, N. S. M., N. R. Ong, M. H. A. ...
  • Saggere, L. (۲۰۱۵) Membrane actuation for micropumps. In Li, Dongqing, ...
  • Shoji, S., S. Nakagawa and M. Esashi (۱۹۹۰). Micropump and ...
  • Smits, J. G. (۱۹۹۰). Piezoelectric micropump with three valves working ...
  • Stemme, E. and G. Stemme (۱۹۹۳). A valveless diffuser/nozzlebased fluid ...
  • Su, G. and R. M. Pidaparti (۲۰۱۰). Transport of drug ...
  • Taguchi, G. (۱۹۸۷). Engineering methods to optimize quality and minimize ...
  • Verma, P., D. Chatterjee and T. Nagarajan (۲۰۰۹). Design and ...
  • Yamahata, C., C. Lotto, E. Al-Assaf and M. A. M. ...
  • Yao, J., G. R. Liu, D. Qian, C. L. Chen ...
  • Yao, Q., D. Xu, L. S. Pan, A. L. Melissa ...
  • Yazdani, A. and A. Mohseni (۲۰۱۷). Three-dimensional aerothermodynamic optimization of ...
  • Zahn, J. D. (۲۰۱۵). Integrated microdevices for medical diagnostics. In ...
  • Zengerle, R. and M. Richter (۱۹۹۴). Simulation of microfluid systems. ...
  • Zhu, M., P. Kirby, M. Wacklerle, M. Herz and M. ...
  • نمایش کامل مراجع