流動聚焦及射流不穩(wěn)定性
本文選題:流動聚焦 + 射流不穩(wěn)定性。 參考:《力學進展》2017年00期
【摘要】:流動聚焦是一種有效的微細射流產(chǎn)生方法,其原理可以描述為從毛細管流出的流體由另一種高速運動的流體驅(qū)動,經(jīng)小孔聚焦后形成穩(wěn)定的錐-射流結(jié)構(gòu),射流因不穩(wěn)定性破碎成單分散的液滴.自從1998年流動聚焦被提出以來,陸續(xù)發(fā)展了單軸流動聚焦、電流動聚焦、復(fù)合流動聚焦和微流控流動聚焦等毛細流動技術(shù).這些技術(shù)穩(wěn)定、易操作、沒有苛刻的環(huán)境條件的要求,能夠制備單分散性較好的微納米量級的液滴、顆粒和膠囊,在科學研究和實際應(yīng)用中具有重要價值.流動聚焦涉及了多尺度、多界面和多場耦合的復(fù)雜流體力學問題,其中穩(wěn)定的錐形是形成穩(wěn)定射流的先決條件,過程參數(shù)是影響射流界面擾動發(fā)展的關(guān)鍵因素,而射流不穩(wěn)定性分析是揭示射流破碎的最主要理論工具.該文回顧了近二十年來不同結(jié)構(gòu)流動聚焦的研究進展,概述這些技術(shù)涉及的過程控制、流動模式、尺度律和不穩(wěn)定性分析等關(guān)鍵力學問題,總結(jié)射流不穩(wěn)定性的研究方法和已取得的成果,最后展望流動聚焦的研究方向和應(yīng)用前景.
[Abstract]:Flow focusing is an effective micro-jet generation method. Its principle can be described as that the fluid flowing out of the capillary tube is driven by another kind of high speed moving fluid, and after focusing through a small hole, it forms a stable cone-jet structure. The jet is broken into monodisperse droplets due to instability. Since the introduction of flow focusing in 1998, capillary flow techniques such as uniaxial flow focusing, electric flow focusing, composite flow focusing and microfluidic flow focusing have been developed one after another. These technologies are stable, easy to operate and do not require harsh environmental conditions. They can be used to prepare droplets, particles and capsules with good monodispersity, which are of great value in scientific research and practical application. Flow focusing involves complex hydrodynamic problems with multi-scale, multi-interface and multi-field coupling, in which stable cones are prerequisites for the formation of stable jets, and process parameters are the key factors affecting the development of jet interface disturbances. The analysis of jet instability is the main theoretical tool to reveal jet breakage. This paper reviews the research progress of flow focusing in different structures in the past two decades, and summarizes the key mechanical problems involved in these techniques, such as process control, flow model, scale law and instability analysis. The research methods and achievements of jet instability are summarized. Finally, the research direction and application prospect of flow focusing are prospected.
【作者單位】: 中國科學技術(shù)大學近代力學系;
【基金】:國家自然科學基金項目資助(11472270,81327803,11621202)
【分類號】:O358
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,本文編號:2050902
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