基于共轭方法的微流体声控制边界优化
流体动力学
2025-04-14 v1
摘要
本研究在特定时刻寻找最优控制边界（即执行器速度），以消除喷头内声学共振。我们构建优化问题，最小化给定时刻振荡流动的总能量（即微通道内声能及液滴表面能）。采用共轭方法计算目标函数相对于控制边界的梯度，并使用梯度优化算法求解最优解。该方法已成功应用于两种通用喷头机制：薄膜型和体型。两种情况下，执行器首先通过从喷嘴抽取流体来降低系统表面能。此过程中，声波通过通道传播并在两端共振，增加系统的声能。随后执行器发射额外的声波以抵消这些共振。两种机制均能将系统总能量降低超过百分之一百倍。
引用
@article{arxiv.2504.08193,
title = {Adjoint-based optimization of the control boundaries of a microfluidic acoustic flow},
author = {Javier Lorente-Macias and Matthew P. Juniper},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.08193},
year = {2025}
}