1. 研究目的与意义（文献综述）

微型发动机是指尺寸在纳米或者微米级别的，可以通过不同原理运动的，拥有特殊功能或能执行微观体系任务的器件^1,10。微型发动机的研究是21 世纪初新出现的一个多学科交叉的尖端研究领域^10-13。

微型发动机的性能主要体现在速度和方向两个方面。高速度，意味着高效的运载和传输^2,9。控制发动机运动速度的方式取决于发动机本身的驱动方式和燃料的化学反应调控，温度调控以及电化学调控等。在方向的控制上，目前主要是在发动机上引入磁性部分，然后通过外界磁场控制其运动方向^4，12。

微型发动机种类繁多，根据其驱动原理的不同，可分为催化型微型发动机，磁力驱动微型发动机，超声驱动微型发动机^4,10,13,15。化学催化型微型发动机即通过化学催化反应，将化学能转换为机械动能，推动发动机运动的一类发动机，也是目前最有希望制造人造纳米机器人的有效途径之一。其根据电化学催化反应导致的不同推进机理，又可分为电泳推进型微型发动机和气泡推进型微型发动机。圆锥形微型发动机属于气泡推进型微型发动机^2,7,9。

2. 研究的基本内容与方案

研究内容：对于圆锥形微型发动机的速度主要取决于半锥角，排出频率和气泡半径比。就排出频率而言，主要影响它的是圆锥形微型发动机内部附着催化剂的内表面积，即由微型发动机的长度、最大半径和半锥角共同确定。气泡半径比，即微型发动机生产的气泡半径比上微型发动机的最大半径的比值，主要由微型发动机的最大半径和半锥角决定。由此分别以微型发动机的长度、最大半径和半锥角以及微型发动机所在的液体环境为变量进行分析，考察它们对微型发动机力学行为的影响，了解微型发动机的运动机理。

研究目标：建立数值计算模型，利用fluent数值计算软件研究微型发动机周围流场环境因素和微型发动机自身几何结构因素影响下的动力学行为，进而了解圆锥状气泡推进型微型发动机的运动机理，建立一套考虑溶液环境和圆锥型微米发动机几何尺寸的动力学模型。

技术方案：

3. 研究计划与安排

第1-2周查阅相关文献并翻译指定文献

第3-4周学习相关理论知识和数值计算软件

第5-9周研究影响微型发动机在驱动过程中的力学行为的因素

4. 参考文献（12篇以上）

1）huang w,manjare m,zhao y.catalytic nanoshell micromotors [j].the journal of physical chemistryc ,2013,117,21590#8722;21596.

2）li l, wang j,li t, song w，zhang g.hydrodynamics and propulsion mechanism of self-propelled catalytic micromotors: model and experiment [j]. soft matter,2014, 10,7511–7518.

3）sarkis b,folio d, ferreira a.catalytic tubular microjet propulsion model for endovascular navigation[c].seattle,washington,united states.2015.