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乙醇液滴冲击过冷水平壁面的铺展行为实验研究
被引量:
1
1
作者
张泽
杨松
+2 位作者
刘秀芳
赖天伟
侯予
《西安交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期119-125,共7页
为探究表面张力对液滴冲击过冷水平壁面铺展动力学行为的影响,搭建了可视化实验系统,探究了乙醇液滴冲击过冷水平壁面的铺展动力学行为,分析了水平壁面过冷度对低表面张力液滴冲击铺展动力学行为的影响。实验中,采用亲水硅水平壁面及较...
为探究表面张力对液滴冲击过冷水平壁面铺展动力学行为的影响,搭建了可视化实验系统,探究了乙醇液滴冲击过冷水平壁面的铺展动力学行为,分析了水平壁面过冷度对低表面张力液滴冲击铺展动力学行为的影响。实验中,采用亲水硅水平壁面及较小的冲击速度以观测乙醇液滴冲击过冷水平壁面的铺展动力学行为。此外,还比较了不同的最大铺展因子和最大铺展时间的典型模型对乙醇液滴冲击过冷水平壁面铺展动力学因子的适用性。结果表明:乙醇液滴冲击过冷亲水水平壁面的铺展动力学行为分为飞溅、铺展、稳定3个阶段;最大铺展时间随水平壁面过冷度的增大而减小;水平壁面过冷度对最大铺展因子的影响是非单调的,在水平壁面过冷度较低时,最大内部铺展因子减小起主要作用,在水平壁面过冷度较高时,由于瑞利-泰勒不稳定性的增强,无量纲手指状突起增大起主要作用,二者共同作用造成了非单调变化;现有模型对于最大铺展时间的预测效果较好,相对平均偏差为6.05%,而对最大铺展因子的预测效果较差。
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关键词
液滴冲击
过冷水平壁面
表面张力
铺展动力学行为
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职称材料
液滴冲击过程动态接触角模型研究
2
作者
王翔宇
柯鹏
杜锋
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024年第9期1133-1146,共14页
基于计算流体力学(CFD)模拟液滴冲击壁面,对于理解液滴在固体壁面铺展的动力学行为有重要的意义,可以为超疏水结构设计及防除冰涂层开发提供技术支撑,其中的难点在于如何在模型中准确刻画接触线及动态接触角的演化过程.总结了四种典型...
基于计算流体力学(CFD)模拟液滴冲击壁面,对于理解液滴在固体壁面铺展的动力学行为有重要的意义,可以为超疏水结构设计及防除冰涂层开发提供技术支撑,其中的难点在于如何在模型中准确刻画接触线及动态接触角的演化过程.总结了四种典型的动态接触角模型,从理论上分析了其应用范围,借助FLUENT中的UDF功能,将动态接触角模型应用于壁面边界条件.首先对液滴冲击光滑壁面的动力学过程进行了数值模拟研究,通过定量分析液滴形态的各项参数变化并与实验结果对比表明,Seebergh动态接触角模型更适用于模拟低毛细数下液滴的运动,Kistler模型与Jiang模型应用范围更广并且可以较准确地描述高毛细数下液滴的运动.随后基于Kistler动态接触角模型,对液滴在微结构表面的冲击与铺展过程进行了仿真研究,发现应用动态接触角模型会导致液滴内部流场在表面张力起主导作用的阶段内发生变化,并且在平衡状态下液滴接触角的模拟值与理论值相近.
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关键词
液滴冲击
动态接触角
铺展系数
高度系数
微结构壁面
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职称材料
两相格子Boltzmann方法模拟大密度比下双液滴冲击液膜的流动过程
被引量:
1
3
作者
李龙
贾晓东
+1 位作者
刘永文
苏明
《动力工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第6期457-462 480,480,共7页
基于两相格子Boltzmann模型,对大密度比下有一定水平间距的双液滴冲击液膜的流动过程进行了仿真,模拟了不同液滴初始间距和不同雷诺数下液滴冲击液膜的动态过程,重点分析了不同液滴初始间距和雷诺数下产生不同冲击和溅射现象的原因,以...
基于两相格子Boltzmann模型,对大密度比下有一定水平间距的双液滴冲击液膜的流动过程进行了仿真,模拟了不同液滴初始间距和不同雷诺数下液滴冲击液膜的动态过程,重点分析了不同液滴初始间距和雷诺数下产生不同冲击和溅射现象的原因,以及不同参数对冲击和溅射行为的影响.总结了中心位置水花溅射高度随时间的变化规律,并论述了冲击和溅射过程中的内在作用机理.结果表明:在一定范围内,初始间距和雷诺数越大,中心位置水花溅射高度上升越快;随着雷诺数的增大,冲击、碰撞的程度越剧烈,中心位置水花顶端有液滴飞出.
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关键词
格子BOLTZMANN方法
两相流
大密度比
液滴冲击
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职称材料
喷雾冷却液滴冲击壁面过程的数值模拟及分析
被引量:
1
4
作者
吕晨腾
钱焕群
王星陈
《洁净与空调技术》
2021年第1期40-45,共6页
以经典流体力学中的自由射流湍流理论和提出的描述喷雾流体的流动情况为基础,从理论分析和数值模拟两个方面,研究了喷雾冷却的过程,并分别进行了液滴冲击物理模型和喷嘴射流模型的模拟,对高温壁面以及空气的降温有着非常重要的意义,以...
以经典流体力学中的自由射流湍流理论和提出的描述喷雾流体的流动情况为基础,从理论分析和数值模拟两个方面,研究了喷雾冷却的过程,并分别进行了液滴冲击物理模型和喷嘴射流模型的模拟,对高温壁面以及空气的降温有着非常重要的意义,以达到强化传热的目的。
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关键词
自由射流
喷雾冷却
液滴冲击
喷嘴射流
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职称材料
注压成型纳米结构PP/POE共混物表面的液滴低温冲击行为
5
作者
黄辉龙
黄汉雄
《高等学校化学学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第10期3195-3202,共8页
以制备的阳极氧化不锈钢模板为模具嵌件,采用注射压缩成型(ICM)工艺快速成型表面具有纳米丝结构的柔性聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物(PP/POE,PP与POE质量比为3:1)共混物复制物和准刚性PP复制物,研究常温液滴冲击-10℃复制物表面的动态行为.结...
以制备的阳极氧化不锈钢模板为模具嵌件,采用注射压缩成型(ICM)工艺快速成型表面具有纳米丝结构的柔性聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物(PP/POE,PP与POE质量比为3:1)共混物复制物和准刚性PP复制物,研究常温液滴冲击-10℃复制物表面的动态行为.结果表明,致密的纳米丝使复制物表面呈现超疏水、极低黏附的润湿状态.在低冲击速度范围内,共混物复制物表面上液滴的接触时间比PP复制物上的短,可归因于液滴铺展阶段柔性纳米丝储存的弹性势能在回缩阶段转换为液滴的动能;在高冲击速度范围内,共混物复制物基板和纳米丝储存的弹性势能被转换为液滴的动能,进一步缩短了液滴的接触时间.此结果表明,共混物复制物的柔性和表面超疏水性使其具有优异的防冻黏性能.共混物复制物表面上水滴(50μL)的结冰时间得到明显延长、冰黏附强度明显降低.研究结果表明,可采用ICM快速成型具有优异防冻黏和防冰性能的柔性超疏水高分子材料表面.
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关键词
液滴冲击
接触时间
柔性
防冻黏/防冰
聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物共混物
注射压缩成型
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职称材料
题名
乙醇液滴冲击过冷水平壁面的铺展行为实验研究
被引量:
1
1
作者
张泽
杨松
刘秀芳
赖天伟
侯予
机构
西安交通大学能源与动力工程学院
西安交通大学深低温技术与装备教育部重点实验室
出处
《西安交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期119-125,共7页
基金
国家科技重大专项资助项目(J2019-Ⅲ-0010-0054)
国家自然科学基金资助项目(52076164)
陕西高校青年创新团队资助项目。
文摘
为探究表面张力对液滴冲击过冷水平壁面铺展动力学行为的影响,搭建了可视化实验系统,探究了乙醇液滴冲击过冷水平壁面的铺展动力学行为,分析了水平壁面过冷度对低表面张力液滴冲击铺展动力学行为的影响。实验中,采用亲水硅水平壁面及较小的冲击速度以观测乙醇液滴冲击过冷水平壁面的铺展动力学行为。此外,还比较了不同的最大铺展因子和最大铺展时间的典型模型对乙醇液滴冲击过冷水平壁面铺展动力学因子的适用性。结果表明:乙醇液滴冲击过冷亲水水平壁面的铺展动力学行为分为飞溅、铺展、稳定3个阶段;最大铺展时间随水平壁面过冷度的增大而减小;水平壁面过冷度对最大铺展因子的影响是非单调的,在水平壁面过冷度较低时,最大内部铺展因子减小起主要作用,在水平壁面过冷度较高时,由于瑞利-泰勒不稳定性的增强,无量纲手指状突起增大起主要作用,二者共同作用造成了非单调变化;现有模型对于最大铺展时间的预测效果较好,相对平均偏差为6.05%,而对最大铺展因子的预测效果较差。
关键词
液滴冲击
过冷水平壁面
表面张力
铺展动力学行为
Keywords
droplet impact
supercooled substrate
surface tension
spreading dynamics
分类号
O353.4 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
液滴冲击过程动态接触角模型研究
2
作者
王翔宇
柯鹏
杜锋
机构
北京航空航天大学交通科学与工程学院
杭州市北京航空航天大学国际创新研究院(北京航空航天大学国际创新学院)
出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024年第9期1133-1146,共14页
基金
国家自然科学基金(12372095)。
文摘
基于计算流体力学(CFD)模拟液滴冲击壁面,对于理解液滴在固体壁面铺展的动力学行为有重要的意义,可以为超疏水结构设计及防除冰涂层开发提供技术支撑,其中的难点在于如何在模型中准确刻画接触线及动态接触角的演化过程.总结了四种典型的动态接触角模型,从理论上分析了其应用范围,借助FLUENT中的UDF功能,将动态接触角模型应用于壁面边界条件.首先对液滴冲击光滑壁面的动力学过程进行了数值模拟研究,通过定量分析液滴形态的各项参数变化并与实验结果对比表明,Seebergh动态接触角模型更适用于模拟低毛细数下液滴的运动,Kistler模型与Jiang模型应用范围更广并且可以较准确地描述高毛细数下液滴的运动.随后基于Kistler动态接触角模型,对液滴在微结构表面的冲击与铺展过程进行了仿真研究,发现应用动态接触角模型会导致液滴内部流场在表面张力起主导作用的阶段内发生变化,并且在平衡状态下液滴接触角的模拟值与理论值相近.
关键词
液滴冲击
动态接触角
铺展系数
高度系数
微结构壁面
Keywords
droplet impact
dynamic contact angle
spreading coefficient
height coefficient
microstructure wall
分类号
O359.1 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
两相格子Boltzmann方法模拟大密度比下双液滴冲击液膜的流动过程
被引量:
1
3
作者
李龙
贾晓东
刘永文
苏明
机构
上海交通大学机械与动力工程学院动力机械与工程教育部重点实验室
出处
《动力工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第6期457-462 480,480,共7页
文摘
基于两相格子Boltzmann模型,对大密度比下有一定水平间距的双液滴冲击液膜的流动过程进行了仿真,模拟了不同液滴初始间距和不同雷诺数下液滴冲击液膜的动态过程,重点分析了不同液滴初始间距和雷诺数下产生不同冲击和溅射现象的原因,以及不同参数对冲击和溅射行为的影响.总结了中心位置水花溅射高度随时间的变化规律,并论述了冲击和溅射过程中的内在作用机理.结果表明:在一定范围内,初始间距和雷诺数越大,中心位置水花溅射高度上升越快;随着雷诺数的增大,冲击、碰撞的程度越剧烈,中心位置水花顶端有液滴飞出.
关键词
格子BOLTZMANN方法
两相流
大密度比
液滴冲击
Keywords
Lattice Boltzmann method
two-phase flow
large density ratio
droplet impact
分类号
O359 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
喷雾冷却液滴冲击壁面过程的数值模拟及分析
被引量:
1
4
作者
吕晨腾
钱焕群
王星陈
机构
山东建筑大学热能工程学院
出处
《洁净与空调技术》
2021年第1期40-45,共6页
文摘
以经典流体力学中的自由射流湍流理论和提出的描述喷雾流体的流动情况为基础,从理论分析和数值模拟两个方面,研究了喷雾冷却的过程,并分别进行了液滴冲击物理模型和喷嘴射流模型的模拟,对高温壁面以及空气的降温有着非常重要的意义,以达到强化传热的目的。
关键词
自由射流
喷雾冷却
液滴冲击
喷嘴射流
Keywords
Free jet
Spray cooling
Droplet impingement
Nozzle jet
分类号
O35 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
注压成型纳米结构PP/POE共混物表面的液滴低温冲击行为
5
作者
黄辉龙
黄汉雄
机构
华南理工大学广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室
出处
《高等学校化学学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第10期3195-3202,共8页
基金
广东省科技计划项目(批准号:2017B090911009)
广东省自然科学基金(批准号:2016A030308018)
国家自然科学基金(批准号:51533003)资助.
文摘
以制备的阳极氧化不锈钢模板为模具嵌件,采用注射压缩成型(ICM)工艺快速成型表面具有纳米丝结构的柔性聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物(PP/POE,PP与POE质量比为3:1)共混物复制物和准刚性PP复制物,研究常温液滴冲击-10℃复制物表面的动态行为.结果表明,致密的纳米丝使复制物表面呈现超疏水、极低黏附的润湿状态.在低冲击速度范围内,共混物复制物表面上液滴的接触时间比PP复制物上的短,可归因于液滴铺展阶段柔性纳米丝储存的弹性势能在回缩阶段转换为液滴的动能;在高冲击速度范围内,共混物复制物基板和纳米丝储存的弹性势能被转换为液滴的动能,进一步缩短了液滴的接触时间.此结果表明,共混物复制物的柔性和表面超疏水性使其具有优异的防冻黏性能.共混物复制物表面上水滴(50μL)的结冰时间得到明显延长、冰黏附强度明显降低.研究结果表明,可采用ICM快速成型具有优异防冻黏和防冰性能的柔性超疏水高分子材料表面.
关键词
液滴冲击
接触时间
柔性
防冻黏/防冰
聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物共混物
注射压缩成型
Keywords
Droplet impact
Contact time
Flexibility
Anti-freezing adhesive/anti-icing
Polypropylene/poly(ethylene-co-octene)blend
Injection-compression molding
分类号
O631 [理学—高分子化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
乙醇液滴冲击过冷水平壁面的铺展行为实验研究
张泽
杨松
刘秀芳
赖天伟
侯予
《西安交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
2
液滴冲击过程动态接触角模型研究
王翔宇
柯鹏
杜锋
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
3
两相格子Boltzmann方法模拟大密度比下双液滴冲击液膜的流动过程
李龙
贾晓东
刘永文
苏明
《动力工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015
1
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职称材料
4
喷雾冷却液滴冲击壁面过程的数值模拟及分析
吕晨腾
钱焕群
王星陈
《洁净与空调技术》
2021
1
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下载PDF
职称材料
5
注压成型纳米结构PP/POE共混物表面的液滴低温冲击行为
黄辉龙
黄汉雄
《高等学校化学学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
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