Diese Studie zielt darauf ab, die Auswirkungen der Variation des Anstellwinkels auf die Ausgangsleistung von drucklosen piezoelektrischen Pumpen mit Flügelkörper zu untersuchen. Durch Platzierung symmetrischer und unsymmetrischer aerodynamischer Profile innerhalb des Strömungskanals wurden drucklose piezoelektrische Pumpen mit verschiedenen Anstellwinkeln (0°, 5°, 10° und 15°) entworfen und experimentelle Tests für den Ausgangsstrom und den Gegendruck durchgeführt. Gleichzeitig wurde mithilfe der COMSOL-Software eine numerische Simulation des internen Strömungsfeldes des Kanals mit Flügelkörper durchgeführt, um die Wirbelstruktur und die Eigenschaften der Energieabfuhr zu analysieren. Die Testergebnisse zeigten, dass die drucklose piezoelektrische Pumpe des Typs NACA0015 bei einem Anstellwinkel von 0° die beste Ausgangsleistung erzielte, mit einem maximalen Durchfluss von 235,56 ml/min und einem maximalen Gegendruck von 842,8 Pa. Mit zunehmendem Anstellwinkel nahm die Ausgangsleistung der piezoelektrischen Pumpe allmählich ab. Die Ergebnisse der Strömungssimulation zeigten, dass die Größe der Wirbel beim Gegenstrom um den Flügelkörper herum größer war als beim Direktstrom, und dass die Wirbel um den Flügelkörper des Typs NACA63-412 dichter und größer waren. Mit zunehmendem Anstellwinkel zeigte die Wirbelstruktur im Strömungsfeld eine Tendenz zur Akkumulation und zur Zunahme der Zahl von Wirbeln, sowie zur Zunahme der Wirbelintensität, was zu einer verstärkten Energieabfuhr führte. Die Studie zeigt, dass der Anstellwinkel einen signifikanten Einfluss auf die Ausgangsleistung der piezoelektrischen Pumpe hat, wobei eine Zunahme des Anstellwinkels zu einer verstärkten Energieabfuhr im Strömungsfeld führt und somit die Leistung der Pumpe reduziert. Diese Studie bietet neue Ansätze und eine theoretische Grundlage für das Design und die Optimierung hochleistungsfähiger druckloser piezoelektrischer Pumpen.

piezoelektrische Pumpe; Flügelkörper; Energieabfuhr; Wirbelidentifikation