本文選題：計算流體力學 + 共振微液滴　； 參考：《重慶大學》2015年碩士論文

【摘要】：共振頻率下微液滴的振動廣泛出現(xiàn)在液液萃取、陶瓷粉末的合成、微重力環(huán)境下晶體的生長等各種工程過程中。目前有實驗和數(shù)值模擬對運動微液滴的內(nèi)部流動進行了廣泛研究,但在液滴受驅(qū)動力驅(qū)動開始運動前,液滴接觸線附近產(chǎn)生的接觸力在液滴移動之前會平衡驅(qū)動力,當液滴沒有克服該接觸力時,液滴接觸線不會移動,目前關(guān)于微液滴在接觸線固體狀態(tài)下的內(nèi)部流動規(guī)律很少有文獻報道,因而了解接觸線固定的共振微液滴內(nèi)部流動具有重要的理論和應(yīng)用價值。本文以VOF-CSF模型為基礎(chǔ),使用Fluent CFD軟件模擬了微液滴在不同共振頻率下液滴內(nèi)部速度場,并通過實驗確認了模擬結(jié)果的正確性,主要完成工作總結(jié)如下:建立了共振微液滴的CFD模型,根據(jù)微液滴在振動過程中的計算精度和計算時間對求解網(wǎng)格進行了合理劃分,設(shè)置了相應(yīng)的邊界條件,以VOF-CSF模型為基礎(chǔ)建立了微液滴在振動過程中的控制方程,實現(xiàn)了微液滴在在振動條件下內(nèi)部速度場的數(shù)值模擬,通過與本文實驗觀察共振微液滴內(nèi)部流動規(guī)律的實驗結(jié)果相比較,確證了模擬結(jié)果的正確性。研究了微液滴在第一、二、三共振頻率下內(nèi)部流動規(guī)律,從側(cè)面和正面觀察微液滴的相圖、內(nèi)部總壓力圖和液滴速度場,并畫出微液滴不同時刻的內(nèi)部流線。得出的結(jié)論有:在不同振動頻率下液滴頂部首先都會向下運動,液滴恢復形狀后發(fā)生左右擺動,隨著共振頻率的增大,液滴的擺動幅度和變形也越來越大,且液滴在振動過程中,最左端、最右端和頂部會出現(xiàn)壓力最大值區(qū)域。液滴在第一共振頻率時,側(cè)面和正面流動規(guī)律相一致,液滴左右兩邊形成一大一小兩個流動回路,同時在接觸線附近出現(xiàn)兩個較小流動回路;在第二共振頻率時,側(cè)面相變較大,受拉普拉斯力影響,頂部兩邊形成的一大一小兩個流動回路隨振動時間延長而逐漸消失,接觸線附近的兩個流動回路增大,正面內(nèi)部流動規(guī)律和第一共振頻率內(nèi)部流動一致;第三共振頻率時,液滴側(cè)面擺動幅度和相變更加劇烈,液滴上部流動變得無規(guī)律,但在左右兩邊接觸線附近形成最大流動回路,液滴正面流動規(guī)律變化不大,左右兩邊各形成一個較大流動回路,接觸線附近仍保持兩個較小流動回路。對三個共振頻率下微液滴內(nèi)部流動總結(jié)分析發(fā)現(xiàn),液滴內(nèi)部的不規(guī)律流動導致液滴發(fā)生形變,不規(guī)律流動越強,液滴形變越大,從而導致液滴在疏水梯度表面快速運動;當液滴內(nèi)部的流動左右對稱有規(guī)律時,則液滴不會發(fā)生形變。液滴在不受拉普拉斯力作用下,不同共振頻率下液滴內(nèi)部流動規(guī)律是相同的,即液滴在振動開始時,水平直徑最左邊和最右邊兩端的流體往液滴內(nèi)部沿水平方向流動,最頂端流體往下流動,最左端和最右端的流體往內(nèi)部流動,并在左右兩邊接觸線附近出現(xiàn)兩個回路,液滴的主體流動是流體由中間向下流然后由邊緣向上流動,形成兩個較強的向上流動回路,在中間流體向上流動過程中,會有流體向下流動形成兩個較小的向下流動的回路。搭建觀察微液滴在水平振動下內(nèi)部流動規(guī)律的自組裝試驗臺,通過熒光CCD相機從側(cè)面拍攝液滴在第二共振頻率下內(nèi)部羅丹明B熒光粒子的流動軌跡,發(fā)現(xiàn)液滴在水平第二共振頻率下振動時,液滴頂部熒光粒子由中間向下流動然后由邊緣向上流動,形成兩個較強的向上流動回路。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ021.1

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 崔潔;陳雪莉;王輔臣;龔欣;;撞擊液滴形成的液膜邊緣特性[J];華東理工大學學報(自然科學版);2009年06期

2 王四芳;蘭忠;彭本利;白濤;馬學虎;;超疏水表面液滴合并誘導彈跳現(xiàn)象分析[J];化工學報;2012年S1期

3 鄭振安;;一種高效率的液滴分離裝置——盒式分離器[J];化肥設(shè)計;1983年03期

4 呂硯山,張進明,蘇自來;液滴尺寸與帶電量關(guān)系的初步研究[J];北京化工學院學報(自然科學版);1991年02期

5 趙宗昌;尹曹勇;;湍流分散體系中液滴破碎頻率模型的黏性修正[J];化工學報;2006年12期

6 崔潔;陸軍軍;陳雪莉;龔欣;于遵宏;;液滴高速撞擊固體板面過程的研究[J];化學反應(yīng)工程與工藝;2008年05期

7 張麗麗;史巖彬;王仁人;;液滴干燥過程的模擬研究[J];中國粉體技術(shù);2011年04期

8 楊利民,翁志學,黃志明,潘祖仁;攪拌槽內(nèi)的液液湍流分散(Ⅲ)——液滴分裂速率[J];化學工程;1987年02期

9 Ю.Н.Лебедев;潘曉言;;采用弦絲式液滴捕集元件的高效分離器[J];石油化工設(shè)備技術(shù);1989年02期

10 魏淑娟;;液滴指示器[J];油田地面工程;1990年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 左子文;王軍鋒;霍元平;謝立宇;胡維維;;氣流中荷電液滴演化的數(shù)值模擬[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

2 賀麗萍;夏振炎;;低流量微管末端液滴形成及破碎的研究[A];第八屆全國實驗流體力學學術(shù)會議論文集[C];2010年

3 熊燃華;許明;李耀發(fā);楊基明;羅喜勝;于勇波;趙鐵柱;;液-液兩相介質(zhì)中液滴在沖擊作用下演變模式[A];第十四屆全國激波與激波管學術(shù)會議論文集（下冊）[C];2010年

4 劉華敏;劉趙淼;;液滴形成與下落過程分析[A];北京力學會第13屆學術(shù)年會論文集[C];2007年

5 鄭哲敏;;液滴與液面碰撞時發(fā)生環(huán)形穿入的條件[A];鄭哲敏文集[C];2004年

6 劉偉民;畢勤成;張林華;孟凡湃;薛梅;;液滴低壓閃蒸形態(tài)和溫度變化的研究[A];山東省暖通空調(diào)制冷2007年學術(shù)年會論文集[C];2007年

7 呂存景;;微尺度下的液滴黏附力學[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術(shù)大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

8 陳雪;朱志強;劉秋生;;固體表面液滴熱毛細遷移的實驗研究[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

9 郭加宏;胡雷;戴世強;;液滴沖擊固體表面液膜的實驗和數(shù)值研究[A];第九屆全國水動力學學術(shù)會議暨第二十二屆全國水動力學研討會論文集[C];2009年

10 魏明銳;趙衛(wèi)東;孔亮;沃敖波;;液滴修正零維蒸發(fā)模型的推導與分析[A];2007年APC聯(lián)合學術(shù)年會論文集[C];2007年

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 王小龍;新法可讓液滴按需形成任意形狀[N];科技日報;2014年

2 孫文德;液滴透鏡[N];中國知識產(chǎn)權(quán)報;2001年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 劉棟;液滴碰撞及其融合過程的數(shù)值模擬研究[D];清華大學;2013年

2 周源;蒸汽爆炸中熔融金屬液滴熱碎化機理及模型研究[D];上海交通大學;2014年

3 馬玉龍;液滴輻射器輻射與蒸發(fā)特性的數(shù)值研究[D];中國科學技術(shù)大學;2010年

4 古淑青;微流控液滴單細胞分析系統(tǒng)的研究[D];浙江大學;2011年

5 馬理強;介觀尺度液滴動力學特性的光滑粒子動力學模擬[D];中北大學;2013年

6 畢菲菲;液滴撞擊彎曲壁面的動力學過程研究[D];大連理工大學;2015年

7 李西營;液滴撞擊固體壁面的實驗及理論研究[D];大連理工大學;2010年

8 陳彬劍;T型微通道內(nèi)液滴及氣泡生成機理的研究[D];山東大學;2011年

9 王宏;梯度表面能材料上液滴運動及滴狀凝結(jié)換熱[D];重慶大學;2008年

10 宋晴;基于液滴分析技術(shù)和液滴指紋圖的液體識別方法的研究[D];天津大學;2005年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 崔艷艷;液滴撞擊傾斜壁面動力學過程研究[D];大連理工大學;2010年

2 吳方;微流控系統(tǒng)的高通量液滴檢測[D];天津理工大學;2015年

3 龔翔;電場作用下液滴的聚結(jié)特性及高壓靜電破乳研究[D];集美大學;2015年

4 李艷斌;工業(yè)廠房中敞口槽散發(fā)純水液滴的蒸發(fā)和運動規(guī)律[D];西安建筑科技大學;2015年

5 張慧;液滴在隨機粗糙表面的鋪展動力學仿真研究[D];蘇州大學;2015年

6 蘇鳳婷;基于單探針和液滴輔助的微構(gòu)件轉(zhuǎn)移方法和實驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

7 雷慶;液滴與疏水和超疏水固體表面作用的研究[D];北京化工大學;2015年

8 伍福璋;微米級別因素對動態(tài)接觸角影響的實驗研究[D];南昌大學;2015年

9 李德偉;液滴碰壁鋪展與振蕩的研究[D];大連理工大學;2015年

10 李志江;基于液滴噴射技術(shù)的塑料增材制造系統(tǒng)研究與開發(fā)[D];北京化工大學;2015年

，

本文編號：1747597