【摘要】：采用流體體積多相流模型耦合連續(xù)表面力模型,對(duì)具有非對(duì)稱表面潤(rùn)濕性的半疏水-半親水球體垂直入水空泡形態(tài)發(fā)展過(guò)程進(jìn)行數(shù)值仿真,分析了半疏水-半親水球體垂直入水過(guò)程中受到的流體動(dòng)力。研究結(jié)果表明:半疏水-半親水球體垂直入水后,產(chǎn)生非對(duì)稱入水空泡及"心"型噴濺,同時(shí)球體運(yùn)動(dòng)軌跡將偏離原豎直運(yùn)動(dòng)軌道,由疏水半球一側(cè)向親水半球一側(cè)偏斜;入水初期,在球體表面形成液體薄層運(yùn)動(dòng),在疏水半球一側(cè),液體薄層與球體表面分離,導(dǎo)致空氣進(jìn)入形成敞開(kāi)空泡;在親水半球體一側(cè),液體薄層沿球體表面向上運(yùn)動(dòng)最終在球體頂點(diǎn)匯聚;液體薄層匯聚后形成楔形流,楔形流在球體頂點(diǎn)與球體表面分離,繼續(xù)向疏水半球一側(cè)產(chǎn)生的入水空泡壁面運(yùn)動(dòng)并撞擊,形成"心"型噴濺。
[Abstract]:Using the fluid volume multiphase flow model coupled with the continuous surface force model, the development process of a semi-hydrophobic and semi-hydrophilic sphere with asymmetric surface wettability is numerically simulated. The hydrodynamic forces of semi-hydrophobic and semi-hydrophilic spheres during vertical entry are analyzed. The results show that when the semi-hydrophobic and semi-hydrophilic spheres are perpendicular to the water, asymmetric cavitation bubbles and "center" spatter are produced, and the trajectory of the sphere will deviate from the original vertical motion track from the hydrophobic hemisphere to the hydrophilic hemisphere. In the initial stage of water entry, the liquid thin layer moves on the surface of the sphere. On the hydrophobic side, the liquid thin layer is separated from the sphere surface, resulting in the air entering and forming an open void; on the hydrophilic side of the hemispherical body, The liquid thin layer moves upward along the surface of the sphere and eventually converges at the top of the sphere; after the liquid thin layer converges, the wedge flow forms a wedge flow, which separates from the surface of the sphere at the top of the sphere and continues to move and impinge on the wall of the hollow bubble generated by the hydrophobic hemispheric side. Form "heart" spatter.
【作者單位】： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11672094) 哈爾濱市科技創(chuàng)新人才專項(xiàng)基金項(xiàng)目(2013RFLXJ007)
【分類號(hào)】：O35

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本文編號(hào)：2285041