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高速锡液滴撞击不锈钢表面的动态铺展行为及飞溅现象研究
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作者 杨保卿 俞伟元 王锡武山 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第2期187-197,共11页
通过数值模拟探索了高速液滴在撞击固体表面后的动态铺展行为,并分析了撞击速度和表面温度对其影响。首先,引入了新的无量纲铺展面积指标以弥补传统铺展因子的不足,观察到液滴撞击后产生的飞溅和液膜破裂现象。利用CLSVOF法建立数值模型... 通过数值模拟探索了高速液滴在撞击固体表面后的动态铺展行为,并分析了撞击速度和表面温度对其影响。首先,引入了新的无量纲铺展面积指标以弥补传统铺展因子的不足,观察到液滴撞击后产生的飞溅和液膜破裂现象。利用CLSVOF法建立数值模型,验证了模型的网格无关性和结果可靠性,发现熔滴形貌变化和铺展因子变化与实验结果基本吻合。结果显示,撞击速度是主要的影响因素之一,高速撞击导致铺展时间缩短和飞溅现象增加。对于相同大小的锡熔滴,初速度越大,动态铺展时间越短,飞溅现象越明显,最终无量纲铺展面积越大,但速度增大到一定程度后,对铺展面积的贡献减小。在表面温度方面,低温基板(低于锡的凝固点)易于引发飞溅,随着温度升高,次级液滴增多;在高温基板(300℃)上,无量纲铺展面积先增大后减小。研究还发现,在较低速度下,壁面温度升高促进液滴铺展,而在高速撞击下,这一规律不再适用,壁面温度仅影响无量纲铺展面积的具体变化,最终铺展面积未表现出随温度变化的明显趋势。这些发现对理解高速液滴动态行为和控制液滴铺展具有重要意义。 展开更多
关键词 高速熔滴 撞击 CLSVOF方法 铺展润湿行为 飞溅行为
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