为了提高半圆柱阻流体无阀压电泵的流量，结合锥形腔的流阻不等特性，该文设计了一种半圆柱阻流体锥形腔无阀压电泵，并建立了其流量的理论公式。数值模拟了该泵的泵腔流速分布，对比分析了其与半圆柱阻流体无阀压电泵的阻力特性。模拟结果表明，半圆柱阻流体锥形腔无阀压电泵能实现流体的单向输送，且其输送能力优于半圆柱阻流体无阀压电泵。制作了两种泵的样机并进行了流量和压力差试验。试验结果表明，在驱动电压220 V下，半圆柱阻流体锥形腔无阀压电泵的最高流量和压力差分别为30.96 g/min和394 Pa，与半圆柱阻流体无阀压电泵相比，其流量和压力差均得到提高。

以三棱柱阻流体为无移动部件阀, 结合3D打印技术的快速一体成型特点, 设计并制作了以压电振子为动力源的三棱柱阻流体无阀压电泵。分析了该无阀压电泵的工作原理、理论流量和振子振动特性, 推导出了它的的流量表达式。利用有限元法对三棱柱阻流体的流阻特性进行了仿真模拟, 由其内部压强分布及进出口流速情况, 定性分析了三棱柱阻流体的正反向流阻大小。最后, 使用3D打印机制作了该无阀泵的试验样机, 并进行了流阻和流量测量试验。试验结果表明: 三棱柱阻流体具有正反向绕流流阻不等的特性, 当驱动电压为550 V, 驱动频率为8 Hz时, 该压电泵的输出流量达到最大, 为29.8 mL/min。结果证明了该三棱柱阻流体无阀压电泵具有良好的输送流体的能力。

提出利用结构分析软件ANSYS和流体分析软件ANSYS CFX对无阀压电泵进行流固耦合仿真分析, 以研究无阀压电泵的输出性能。分别对进口在中间出口在一侧、出口在中间进口在一侧、进出口对称布置的3种不同结构形式的无阀压电泵进行了流固耦合仿真分析。结果显示, 上述3种无阀压电泵中, 出口在中间进口在一侧结构形式的无阀压电泵的宏观输出流量最大。制作了3种无阀压电泵的试验样机, 并搭建了相应的试验测试系统, 在幅值为45 V、频率为0~700 Hz 的正弦信号激励下对其输出流量进行了测试。结果表明, 3种不同结构形式的无阀压电泵的最大输出流量分别为3.8、6.0和4.0 ml/min, 出口在中间进口在一侧的压电泵输出流量最大, 与流固耦合仿真分析的结果相吻合, 验证了本文提出的流固耦合仿真分析的方法可以指导压电泵的设计。