液滴在隨機粗糙表面的鋪展動力學仿真研究
發(fā)布時間:2017-04-26 02:14
本文關(guān)鍵詞:液滴在隨機粗糙表面的鋪展動力學仿真研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:研究人員一直以來致力于研究液滴在光滑表面、規(guī)則表面的沉積過程。然而,很少人系統(tǒng)地研究液滴在隨機粗糙表面的沉積過程。實際上,隨機粗糙表面更接近真實粗糙表面。定量研究液滴在隨機粗糙表面的沉積過程,對很多工業(yè)領(lǐng)域都有很重要的意義。本論文采用流體力學相場方法模擬了液滴在隨機粗糙表面的沉積過程,同時采用獨特的數(shù)據(jù)分析方法分析了液滴碰撞表面整個運動過程。通過比較液滴在光滑表面、規(guī)則矩形表面和隨機粗糙表面的鋪展動力學,發(fā)現(xiàn)表面形貌對液滴的鋪展有很大影響;對于粗糙表面,即使兩種粗糙度都相同,不同形貌表面上液滴的鋪展過程還是有很大差別。本論文同時也詳細分析了隨機粗糙表面的兩種粗糙度表征方法:Wenzel粗糙度和均方根粗糙度對液滴撞擊、鋪展、回縮及平衡過程的影響。此外,本文還分析了液滴初始條件對最大鋪展直徑的影響,總結(jié)了預測最大鋪展直徑的經(jīng)驗、半經(jīng)驗公式。
【關(guān)鍵詞】:液滴撞擊 隨機粗糙表面 鋪展 粗糙度 最大鋪展直徑
【學位授予單位】:蘇州大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:O647.1
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第一章 引言8-18
- 1.1 選題的科學依據(jù)及意義8-9
- 1.2 目前的研究現(xiàn)狀9-16
- 1.2.1 理論研究9-11
- 1.2.2 實驗研究11-14
- 1.2.3 數(shù)值模擬14-16
- 1.3 本文所做工作及創(chuàng)新點16-18
- 第二章 數(shù)學建模及數(shù)據(jù)分析方法18-27
- 2.1 模型的選擇19-21
- 2.1.1 軟件的選擇19-20
- 2.1.2 模塊的選擇20-21
- 2.2 模型控制方程及邊界條件21-24
- 2.2.1 控制方程22
- 2.2.2 邊界條件22-23
- 2.2.3 初始條件23-24
- 2.3 數(shù)據(jù)分析方法24-25
- 2.4 COMSOL建模過程25-27
- 第三章 牛頓流體液滴在隨機粗糙表面的運動過程27-44
- 3.1 模型實驗驗證27-29
- 3.2 液滴在幾種表面鋪展的結(jié)果比較29-37
- 3.2.1 鋪展系數(shù)D*和高度系數(shù)H*的比較30-32
- 3.2.2 流場的分布32-34
- 3.2.3 液滴平衡狀態(tài)的比較34-37
- 3.3 隨機粗糙表面的粗糙度對液滴鋪展過程的影響37-44
- 3.3.1 Wenzel粗糙度Wr對液滴鋪展過程的影響37-40
- 3.3.2 均方根粗糙度Rr對液滴鋪展過程的影響40-44
- 第四章 流體的性質(zhì)對液滴運動過程的影響44-53
- 4.1 牛頓流體的性質(zhì)對最大鋪展直徑的影響44-47
- 4.1.1 文獻中最大鋪展直徑的預測公式44-45
- 4.1.2 保持雷諾數(shù)、韋伯數(shù)不變,,改變初始條件對液滴鋪展的影響45-47
- 4.2 非牛頓流體的性質(zhì)對液滴運動過程的影響47-53
- 4.2.1 冪函數(shù)型粘性流體對液滴鋪展的影響48-51
- 4.2.2 粘度和剪切速率的對比51-53
- 第五章 結(jié)論與展望53-55
- 5.1 結(jié)論53-54
- 5.2 展望54-55
- 參考文獻55-61
- 攻讀碩士期間發(fā)表的論文和取得的科研成果61-62
- 附錄62-64
- 致謝64-65
【參考文獻】
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本文編號:327548
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