一种流体环境中磁驱动螺旋微机器人运动的有限元仿真方法

本发明公开了一种流体环境中磁驱动螺旋微机器人运动的有限元仿真方法，属于有限元仿真技术领域。该方法通过COMSOL软件构建包含流线型头部和螺旋尾翼的微机器人模型及流体环境，采用流‑固耦合技术集成蠕动流模块与多体动力学模块，建立流‑固耦合的瞬态运动方程。通过设置材料非线性参数、动态自适应网格划分及非均匀步长求解策略，精确模拟微机器人在旋转磁场驱动下的运动特性。创新性地引入刚性域运动方程和开放边界条件，结合速度和加速度探针实时监测，捕捉螺旋推进引发的流场涡旋效应。该方法将仿真误差控制在5%以内，显著提升了运动轨迹预测精度，为微机器人结构优化和磁控策略设计提供可靠仿真平台，降低实验成本并缩短研发周期。