發(fā)布時間：2021-01-28 18:39

　　超疏水材料廣泛應(yīng)用于暖通空調(diào)、航空工業(yè)、金屬防護(hù)、紡織輕工業(yè)、水利工程等行業(yè),并對各相關(guān)部門中產(chǎn)品的開發(fā)、使用有重要的影響。研究潤濕性表面液滴的自彈跳現(xiàn)象對于冷凝液滴自清潔、強(qiáng)化冷凝傳熱、防結(jié)冰等領(lǐng)域具有十分突出的作用。潤濕性表面的液滴彈跳現(xiàn)象發(fā)生在很小的尺寸范圍,通常在20～200μm之間,而且實(shí)驗(yàn)研究很難準(zhǔn)確控制液滴的半徑、黏度和表面張力等物理參數(shù),因此可以采用數(shù)值模擬的方法研究潤濕性表面液滴的自彈跳現(xiàn)象。大多數(shù)的論文都是研究超疏水表面液滴合并誘導(dǎo)發(fā)生彈跳的現(xiàn)象,本文不僅認(rèn)真地研究不同物理參數(shù)對合并液滴發(fā)生彈跳的影響,還研究液滴在不同潤濕性表面的脫落現(xiàn)象。采用球缺模型能夠更好地還原液滴在不同潤濕性表面的形態(tài),同時引入潤濕性梯度的概念進(jìn)一步加快液滴從潤濕性表面脫落。首先,研究潤濕性表面液滴的合并誘導(dǎo)發(fā)生向上彈跳的現(xiàn)象并討論不同的接觸角、液滴半徑、Bo數(shù)（B ond number）、Oh數(shù)（Ohnesorge number）、半徑比和液滴數(shù)量對液滴合并彈跳的影響。研究結(jié)果表明潤濕性表面的接觸角越大則合并液滴越有利于發(fā)生向上彈跳,并且疏水表面的液滴合并彈跳發(fā)生在一定的尺寸范圍,等徑液滴的... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２超疏水表面的液滴??

?第１章緒論?????ｍｍｍ??左前沿羿面｜?！?ｅ前沿界酣??圖１．３潤濕性梯度表面的液滴脫落??１．５研究內(nèi)容??超疏水材料廣泛應(yīng)用于暖通空調(diào)、航空工業(yè)、金屬防護(hù)、紡織輕工業(yè)、水利??工程等行業(yè)，并對各相關(guān)部門中產(chǎn)品的開放、使用有重要的影響。液滴在超疏??水表面的合并誘導(dǎo)發(fā)生彈跳對于實(shí)現(xiàn)冷凝液滴自清潔［１３］、強(qiáng)化冷凝傳熱［１４“７］、??防結(jié)冰［１８－２（）］等過程具有重要意義。因此本文在國家自然科學(xué)基金《基于分形原??理的雙連續(xù)相復(fù)合材料成形過程傳熱傳質(zhì)機(jī)理研究》的大力支持下，利用多種??數(shù)值模擬方法研宄液滴在不同的半徑、黏度和表面張力的情況下在不同接觸角??的疏水表面上的液滴彈跳現(xiàn)象和液滴脫落現(xiàn)象，為此本文將進(jìn)行如下工作：??第１章分別介紹超疏水表面液滴彈跳和潤濕性梯度表面液滴脫落的研究背??景、研究現(xiàn)狀，并簡要敘述本文研究的創(chuàng)新點(diǎn)。??第２章分別陳述有限體積法和格子－玻爾茲曼兩種數(shù)值模擬方法，簡要介紹??流體力學(xué)的基本方程、ＳＩＭＰＬＥ算法，簡單描述格子－玻爾茲曼的基本模型以及??偽勢模型并對兩種數(shù)值模擬方法的邊界處理進(jìn)行了詳細(xì)闡述。??第３章對超疏水表面液滴合并彈跳的控制方程加以說明，并建立相應(yīng)的物理??模型，詳細(xì)討論固體表面接觸角、邦德數(shù)、奧內(nèi)佐格數(shù)、液滴半徑、半徑比和??液滴數(shù)量對合并彈跳現(xiàn)象的影響。??第４章對潤濕性梯度表面液滴脫落的控制方程和物理模型加以說明，首先討??論均質(zhì)表面對液滴脫落的影響，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研宄液滴半徑、固體表面接??觸角和液滴半徑比對潤濕性梯度表面液滴脫落的影響。??第５章的內(nèi)容是結(jié)論與展望。??９??

?第２章數(shù)值模擬方法???Ｉ?Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ?Ｉ??７－Ｍ?！?［?Ｉ???！?！?ｉ?＂控制容積??ｙ＋ｉ?１??????Ｊ?：?Ｌ：ｉｉＪ???ｐ?Ｉ??ｊ??ｊ－?－１?－Ｔ???ｊ－ｉ?！?！?ＺｊＺＺｚｒｒ￣￣￣控制容積??Ｉ?Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ?Ｉ??ｙ－ｉ?卜——?４???Ｉ?Ｉ?Ｉ??７－２?ｊ?！?ｊ???！?！?！??？?ｉ?？??１－２?Ｍ?／－Ｉ?／?Ｉ?Ｈ－ｌ?／＋１??圖２．１?Ｗ、Ｖ、／７控制容積和網(wǎng)格編號??Ｘ方向的動量方程式（２．９）在圖２．１所示的ｗ控制容積上進(jìn)行積分，即??ｒｙ＋ｉ?Ｍ?ｄ（ｐｉｉｕ）?３（＾）＼?．Ｊ＋＼．Ｐ［Ｑｒ?Ｑｕ＼?ＱｔＡ?ｆ?Ｑｐ＼?１??ｉ［－Ｖ＋－ＶｒＨ?Ｊ＋＾ｒ；?（２Ｊ１）??其中壓力梯度項(xiàng)即??ｄ?－荽｝＾辦＝（￣－辦）知?（２＿１２）??定義變量??１??假設(shè)壓￥、速度??物性參＾計算｜??１??動量離散方程求解｜?｜修正后的壓力、速??１?｜度值賦給＾假設(shè)值??壓力修正方程求解??１??壓力修正、速度修正??Ｎ??結(jié)束??圖２．２?ＳＩＭＰＬＥ算法計算流程??１９７２年的ＳＩＭＰＬＥ算法是一種壓力預(yù)測－－修正方法即圖２．２表示的是??ＳＩＭＰＬＥ算法的計算流程圖。??１２??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]超疏水表面上多液滴合并觸發(fā)液滴彈跳現(xiàn)象的理論分析[J]. 褚福強(qiáng),吳曉敏,朱毅.  工程熱物理學(xué)報. 2017(02)



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