本文關(guān)鍵詞：線性剪切流中彈性界面液滴變形的慣性作用　出處：《科學(xué)通報》2017年16期 　論文類型：期刊論文

  更多相關(guān)文章： 彈性界面 液滴變形 流體慣性 剪切流 三維數(shù)值模擬

【摘要】：彈性界面液滴(由彈性界面包裹而成的液滴)在流場中的變形等動力學(xué)行為是深入理解液滴群懸浮液流變特性以及發(fā)展基于液滴的物質(zhì)輸送技術(shù)的重要基礎(chǔ).流體慣性、液滴界面彈性、流體黏性等力學(xué)作用相互耦合,共同控制彈性界面液滴的動力學(xué)行為.已有文獻以Stokes流假設(shè)進行簡化,集中研究了忽略流體慣性條件下彈性界面液滴的變形動力學(xué)行為.本文結(jié)合Front Tracking Method和Finite Element Method,在傳統(tǒng)兩相流模擬方法中引入薄膜彈性力學(xué)理論,發(fā)展了能同時考慮液滴界面彈性和流體慣性的兩相流數(shù)值模擬方法,研究了顆粒雷諾數(shù)(Re)對線性剪切流中彈性界面液滴變形動力學(xué)行為的影響.結(jié)果表明:雷諾數(shù)較高時,彈性界面液滴的瞬態(tài)變形出現(xiàn)振蕩,且隨雷諾數(shù)增大,變形振蕩的幅值和周期都增大,液滴瞬態(tài)變形時間變長;隨雷諾數(shù)增大,液滴的最大變形和穩(wěn)態(tài)變形均增大,且液滴形狀也有顯著變化.由此可見,在Re1的條件下,流體慣性對彈性界面液滴變形動力學(xué)行為的影響不可忽略.
[Abstract]:Elastic interface droplets (droplets wrapped in elastic interfaces). The dynamic behavior such as deformation in the flow field is an important foundation to understand the rheological characteristics of droplet suspension and to develop droplet based material transportation technology. The dynamic behavior of the droplet at the elastic interface is controlled by the coupling of the interface elasticity, fluid viscosity and other mechanical actions. The Stokes flow hypothesis has been used to simplify the dynamic behavior of the droplet. The deformation dynamics of droplets at elastic interface under the condition of neglecting the inertia of fluid is studied. In this paper, Front Tracking Method and Finite Element are combined. Method. The theory of membrane elasticity is introduced into the traditional two-phase flow simulation method, and a numerical simulation method for two-phase flow is developed, which can take into account both the interface elasticity and the inertia of the droplet. The effect of particle Reynolds number (Reo) on the dynamic behavior of elastic interface droplet deformation in linear shear flow is studied. The results show that the transient deformation of the elastic interface droplet oscillates when the Reynolds number is high. With the increase of Reynolds number, the amplitude and period of deformation oscillation increase, and the transient deformation time of droplet becomes longer. With the increase of Reynolds number, both the maximum deformation and the steady deformation of the droplet increase, and the shape of the droplet also changes significantly. It can be seen that under the condition of Re1. The influence of fluid inertia on the dynamic behavior of droplet deformation at elastic interface can not be ignored.
【作者單位】： 西安交通大學(xué)動力工程多相流國家重點實驗室;
【基金】：國家杰出青年科學(xué)基金(51425603) 國家自然科學(xué)基金委員會-廣東省人民政府聯(lián)合基金(第二期)資助
【分類號】：O35
【正文快照】： *聯(lián)系人,E-mail:bfbai@mail.xjtu.edu.cn國家杰出青年科學(xué)基金(51425603)和國家自然科學(xué)基金委員會-廣東省人民政府聯(lián)合基金(第二期)資助自然界和工程應(yīng)用中廣泛存在由薄膜包裹流體而成的液滴,例如石油工程中由瀝青質(zhì)膜包裹的油水液滴[1]、生命科學(xué)中由生物膜包裹的細胞[2]、

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉志鵬;徐進良;;T型微流控芯片中的液滴形成[J];微納電子技術(shù);2007年03期

2 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(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年06期

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的演變過程[J];中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué);2010年06期

4 張謹(jǐn)奕;薄涵亮;孫玉良;王大中;;三維空間液滴運動模型[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年01期

5 李大鳴;王志超;白玲;王笑;;液滴撞擊孔口附近壁面運動過程的模擬研究[J];物理學(xué)報;2013年19期

6 E.Blaβ ,李素琴;氣泡和液滴的生成和并合[J];力學(xué)進展;1990年04期

7 鄭哲敏;液滴與液面碰撞時發(fā)生環(huán)形穿人的條件[J];力學(xué)學(xué)報;1990年03期

8 宋云超;寧智;孫春華;呂明;閻凱;付娟;;液滴撞擊濕潤壁面的運動形態(tài)及飛濺運動機制[J];力學(xué)學(xué)報;2013年06期

9 蔡斌,李磊,王照林;液滴在氣流中破碎的數(shù)值分析[J];工程熱物理學(xué)報;2003年04期

10 林志勇,彭曉峰,王曉東;固體表面液滴在吹風(fēng)作用下的振蕩特性[J];熱科學(xué)與技術(shù);2005年01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(xué)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(xué)學(xué)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(xué)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(xué)會第13屆學(xué)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 呂存景;;微尺度下的液滴黏附力學(xué)[A];慶祝中國力學(xué)學(xué)會成立50周年暨中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

7 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(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

8 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(xué)學(xué)術(shù)會議暨第二十二屆全國水動力學(xué)研討會論文集[C];2009年

9 武作兵;;液滴熱毛細遷移研究進展[A];第十一屆全國水動力學(xué)學(xué)術(shù)會議暨第二十四屆全國水動力學(xué)研討會并周培源誕辰110周年紀(jì)念大會文集（上冊）[C];2012年

10 范國軍;申峰;劉趙淼;;單個液滴碰撞水平流動液膜的特性的實驗研究[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

相關(guān)博士學(xué)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(xué);2013年

2 王志超;基于SPH-DEM耦合方法的液滴沖擊散粒體運動機理研究[D];天津大學(xué);2015年

3 霍元平;荷電液滴破碎機理及電流體動力學(xué)特性研究[D];江蘇大學(xué);2015年

4 王兵兵;電場下液滴界面輸運與傳熱特性的分子動力學(xué)研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

5 嚴(yán)啟凡;流動聚焦液滴生成技術(shù)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

6 馬理強;介觀尺度液滴動力學(xué)特性的光滑粒子動力學(xué)模擬[D];中北大學(xué);2013年

7 畢菲菲;液滴撞擊彎曲壁面的動力學(xué)過程研究[D];大連理工大學(xué);2015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(xué);2011年

9 梁剛濤;液滴撞擊液膜的動力學(xué)特性研究[D];大連理工大學(xué);2014年

10 李振;微流控芯片中液滴操控的耗散粒子動力學(xué)模擬[D];上海大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 崔艷艷;液滴撞擊傾斜壁面動力學(xué)過程研究[D];大連理工大學(xué);2010年

2 李德偉;液滴碰壁鋪展與振蕩的研究[D];大連理工大學(xué);2015年

3 楊保才;分離壓作用下的非平整壁面上活性劑液滴鋪展特性[D];華北電力大學(xué);2015年

4 盧珍萍;固體表面上液滴外觀形貌的研究[D];北京理工大學(xué);2016年

5 蘇倩;組合噴嘴霧化流場的研究[D];福州大學(xué);2013年

6 趙玉;液滴撞擊傾斜粗糙壁面的格子Boltzmann動力學(xué)研究[D];華中科技大學(xué);2014年

7 肖叢杰;蒸發(fā)液滴三相接觸線附近流動特性的可視化研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

8 張雨樹;液滴二次霧化破碎模式數(shù)值模擬[D];上海交通大學(xué);2015年

9 王瀟瀟;單液滴撞擊水平壁面的動態(tài)特性研究[D];大連理工大學(xué);2016年

10 喬磊;液滴撞擊壁面過程的實驗研究與數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2016年

，

本文編號：1360151