-
题名斜锥表面液滴的定向流动特性
- 1
-
-
作者
张国涛
马亮亮
童宝宏
梁方玲
王孝义
-
机构
安徽工业大学机械工程学院
-
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期428-439,共12页
-
基金
国家自然科学基金(52005005,51975005)
特殊服役环境的智能装备制造国际科技合作基地开放基金(ISTC2021KF06,ISTC2022KF02)。
-
文摘
目的研究液滴在斜锥表面的定向流动特性,揭示液滴在斜锥表面的定向输运机理。方法以斜锥表面液滴运动行为为研究对象,通过数值模拟技术提取液滴动力学参数,探讨不同斜锥结构参数对液滴自输运行为的影响。结果液体内部速度的不均匀分布导致液滴内部产生速度涡旋,在泰勒毛细升力的作用下,斜锥间隙产生了涡量较大的速度主涡旋,液滴内部产生了涡量较小的速度次涡旋。在液滴定向输运过程中,2种涡旋的旋转方向与液滴的输运方向保持一致。液滴自输运过程伴随着表面能、动能的相互转化。在铺展收缩阶段,液滴的形变量较大,固–液接触面积和液滴的表面能先增大再减小,液滴运动速度却先减小再增大。在稳定输运阶段,液滴的表面能和速度基本保持不变。泰勒毛细升力和斜锥间隙中的不平衡毛细力驱使液体不断填充斜锥间隙。液滴在斜锥表面受到不平衡的钉扎阻力,使得液滴左侧更易脱钉,保证整个液滴向右无损输运。结论可为揭示液滴在斜锥表面的流动特性和自输运机理提供理论支持,指导研制以斜锥结构为仿生原型的机械功能表面。
-
关键词
斜锥表面
液滴自输运
表面能
不平衡毛细力
泰勒毛细升
钉扎力
-
Keywords
inclined cone surface
droplet self-transport
surface energy
unbalanced capillary force
Taylor capillary
pinning force
-
分类号
O359
[理学—流体力学]
-
