本文關(guān)鍵詞：固體壁面水滴撞擊結(jié)冰行為研究

  更多相關(guān)文章： 水滴 結(jié)冰 疏水壁面 親/疏水相間壁面 結(jié)冰時(shí)間 分子動(dòng)力學(xué)

【摘要】：論文采用試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法,對(duì)水滴撞擊結(jié)冰行為進(jìn)行了系統(tǒng)研究,所取得的主要研究成果及創(chuàng)新性包括:(1)通過(guò)親水光滑壁面上水滴撞擊結(jié)冰行為試驗(yàn),測(cè)試給出了材料熱導(dǎo)率、We數(shù)和壁面溫度對(duì)水滴撞擊親水光滑壁面結(jié)冰過(guò)程的影響規(guī)律;并根據(jù)熱力學(xué)定律,推導(dǎo)出水滴結(jié)冰時(shí)間的理論預(yù)測(cè)公式(最大相對(duì)誤差約4.7%)。(2)通過(guò)親水微結(jié)構(gòu)壁面上水滴撞擊結(jié)冰行為試驗(yàn),測(cè)試分析了溝槽類(lèi)型和尺寸對(duì)水滴順槽向和垂直槽向鋪展直徑及結(jié)冰時(shí)間的影響規(guī)律;并改進(jìn)了水滴結(jié)冰時(shí)間的理論預(yù)測(cè)公式,試驗(yàn)值與理論值的誤差約10.8%。(3)利用蝕刻法和Ultra-Ever Dry法制備出疏水性壁面,研究了不同疏水性壁面對(duì)水滴撞擊運(yùn)動(dòng)和結(jié)冰行為的影響規(guī)律,并發(fā)現(xiàn)疏水性壁面在一定條件下可以延緩結(jié)冰;同時(shí),基于親/疏水相間壁面,可實(shí)現(xiàn)對(duì)水滴結(jié)冰過(guò)程的“導(dǎo)引”、“切割”和“匯聚”。(4)建立了水滴撞擊結(jié)冰的分子動(dòng)力學(xué)模型,研究了壁面溫度、表面能和微結(jié)構(gòu)對(duì)水滴撞擊結(jié)冰的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)水滴結(jié)冰過(guò)程中內(nèi)部溫度梯度現(xiàn)象,并獲得了與宏觀(guān)試驗(yàn)相同的現(xiàn)象和規(guī)律,證實(shí)分子動(dòng)力學(xué)方法用于模擬水滴撞擊結(jié)冰的合理性和有效性。本文研究工作對(duì)進(jìn)一步揭示固體壁面水滴結(jié)冰機(jī)理及新型防結(jié)冰技術(shù)研發(fā)具有一定理論參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：水滴 結(jié)冰 疏水壁面 親/疏水相間壁面 結(jié)冰時(shí)間 分子動(dòng)力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：V321.229
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究背景與意義10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 熱力學(xué)理論17-19
• 1.3.1 熱力學(xué)基本定理17-18
• 1.3.2 結(jié)冰原理18-19
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排19-20
• 第二章 親水光滑壁面上水滴撞擊結(jié)冰行為研究20-36
• 2.1 水滴撞擊結(jié)冰試驗(yàn)方法20-21
• 2.1.1 試驗(yàn)裝置20-21
• 2.1.2 試驗(yàn)方法21
• 2.2 韋伯?dāng)?shù)對(duì)水滴撞擊結(jié)冰行為的影響21-25
• 2.2.1 水滴撞擊結(jié)冰過(guò)程21-24
• 2.2.2 鋪展系數(shù)規(guī)律24-25
• 2.2.3 振蕩和結(jié)冰時(shí)間規(guī)律25
• 2.3 壁面溫度對(duì)水滴撞擊結(jié)冰行為的影響25-27
• 2.3.1 水滴撞擊結(jié)冰過(guò)程25-26
• 2.3.2 最大鋪展系數(shù)規(guī)律26-27
• 2.3.3 振蕩和結(jié)冰時(shí)間規(guī)律27
• 2.4 材料熱導(dǎo)率對(duì)水滴撞擊結(jié)冰行為的影響27-29
• 2.4.1 水滴撞擊結(jié)冰過(guò)程27-28
• 2.4.2 最大鋪展系數(shù)規(guī)律28
• 2.4.3 振蕩和結(jié)冰時(shí)間規(guī)律28-29
• 2.5 水滴撞擊光滑壁面結(jié)冰行為理論分析29-34
• 2.5.1 鋪展過(guò)程的理論分析29-32
• 2.5.2 結(jié)冰時(shí)間的理論分析32-34
• 2.6 本章小結(jié)34-36
• 第三章 親水微溝槽壁面上水滴撞擊結(jié)冰行為研究36-50
• 3.1 親水微溝槽壁面制備方法36-37
• 3.2 水滴撞擊微米級(jí)溝槽硅板的結(jié)冰行為37-40
• 3.2.1 矩形硅板上水滴撞擊結(jié)冰過(guò)程37-38
• 3.2.2 最大鋪展直徑和結(jié)冰時(shí)間38-40
• 3.3 水滴撞擊絲米級(jí)溝槽銅板的結(jié)冰行為40-45
• 3.3.1 矩形銅板上水滴撞擊結(jié)冰過(guò)程40-43
• 3.3.2 立柱型銅板上水滴撞擊結(jié)冰過(guò)程43-45
• 3.4 水滴撞擊微溝槽壁面結(jié)冰行為理論分析45-48
• 3.4.1 微溝槽結(jié)構(gòu)對(duì)水滴運(yùn)動(dòng)行為的影響45-46
• 3.4.2 最大鋪展系數(shù)理論預(yù)測(cè)46-47
• 3.4.3 結(jié)冰時(shí)間理論公式的修正47-48
• 3.5 本章小結(jié)48-50
• 第四章 疏水性壁面上水滴撞擊結(jié)冰行為研究50-68
• 4.1 疏水性壁面潤(rùn)濕原理和制備技術(shù)50-53
• 4.1.1 壁面潤(rùn)濕性表征50-51
• 4.1.2 疏水性壁面制備方法51-53
• 4.2 水滴撞擊疏水性壁面的結(jié)冰行為53-55
• 4.2.1 疏水性壁面水滴撞擊結(jié)冰過(guò)程53-54
• 4.2.2 最大鋪展系數(shù)和結(jié)冰時(shí)間54
• 4.2.3 低溫疏水性壁面水滴彈跳行為理論分析54-55
• 4.3 水滴撞擊超疏水表面的結(jié)冰行為55-59
• 4.3.1 常溫超疏水表面水滴撞擊過(guò)程55-56
• 4.3.2 低溫超疏水表面水滴撞擊結(jié)冰過(guò)程56-58
• 4.3.3 低溫超疏水表面水滴破碎行為理論分析58-59
• 4.4 水滴撞擊親/疏水相間結(jié)構(gòu)壁面的結(jié)冰行為59-65
• 4.4.1 水滴結(jié)冰 引導(dǎo)‖現(xiàn)象59-61
• 4.4.2 水滴結(jié)冰 切割‖現(xiàn)象61-62
• 4.4.3 水滴結(jié)冰 匯聚‖現(xiàn)象62-65
• 4.5 疏水性壁面水滴撞擊結(jié)冰行為理論分析65-67
• 4.6 本章小結(jié)67-68
• 第五章 水滴撞擊結(jié)冰的分子動(dòng)力學(xué)模擬68-80
• 5.1 結(jié)冰過(guò)程的分子動(dòng)力學(xué)方法研究68-72
• 5.1.1 水滴撞擊結(jié)冰的分子動(dòng)力學(xué)模型68-69
• 5.1.2 基于MDS方法的可行性69-72
• 5.2 壁面溫度對(duì)水滴撞擊結(jié)冰行為的影響72-76
• 5.2.1 水滴撞擊結(jié)冰過(guò)程72-74
• 5.2.2 溫度梯度和溫度曲線(xiàn)74-76
• 5.3 表面能對(duì)水滴撞擊結(jié)冰行為的影響76-77
• 5.4 微結(jié)構(gòu)對(duì)水滴撞擊結(jié)冰行為的影響77-79
• 5.5 本章小結(jié)79-80
• 第六章 全文總結(jié)80-82
• 6.1 論文主要研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)80
• 6.2 進(jìn)一步工作展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-88
• 致謝88-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果及獲獎(jiǎng)情況90-91
• 一、攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況90
• 二、攻讀碩士學(xué)位期間參與科研項(xiàng)目情況90
• 三、攻讀碩士學(xué)位期間獲獎(jiǎng)情況90-91

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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3 胡海豹;宋保維;潘光;毛昭勇;杜曉旭;;鯊魚(yú)溝槽表皮減阻機(jī)理的仿真研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2007年21期

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本文編號(hào)：979737