【摘要】：液滴碰撞濕壁面是自然界和工業(yè)中普遍存在的流體流動(dòng)現(xiàn)象。研究液滴碰撞濕壁面(液膜)后的能量變化對噴墨打印、發(fā)動(dòng)機(jī)燃油霧化等都具有非常重要的意義。本文采用光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)(SPH)直接數(shù)值計(jì)算方法對液滴碰撞液膜問題進(jìn)行研究,將液滴碰撞液膜后液冠高度的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比,驗(yàn)證了計(jì)算方法的正確性。主要分析了碰撞后液滴的能量耗散過程,并對噴墨打印過程中出現(xiàn)的打印不均勻現(xiàn)象以及噴墨積塊現(xiàn)象進(jìn)行了解釋。首先,本文使用SPH直接數(shù)值計(jì)算方法對液滴碰撞液膜現(xiàn)象進(jìn)行了仿真計(jì)算,并分析了液冠高度的變化,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好,成功地驗(yàn)證了本方法的正確性;接著,分析了液滴碰撞液膜后液滴和液膜的內(nèi)部壓強(qiáng)變化。在碰撞初期,壓強(qiáng)是推動(dòng)液冠形成及生長的主要原因;碰撞之后,較大的壓強(qiáng)差主要分布在液膜底部區(qū)域。其次,分析了液滴碰撞干壁面和液滴碰撞濕壁面后的內(nèi)部壓強(qiáng)變化、擴(kuò)展直徑變化、軸向動(dòng)量變化以及動(dòng)能變化等過程,總結(jié)出了液滴碰撞液膜后液滴的能量耗散過程:在液滴碰撞液膜后,液滴的能量首先集中在碰撞的頸部區(qū)域;隨后動(dòng)能大部分轉(zhuǎn)化為液滴的壓強(qiáng)能,且部分能量傳到液膜并轉(zhuǎn)化為液膜的動(dòng)能和壓強(qiáng)能;液滴與液膜之間的壓強(qiáng)差使得液滴得以克服液膜表面張力的影響,在液膜上方形成薄射流,隨后形成了液冠;液滴碰撞液膜后,部分動(dòng)能受到液膜粘性耗散力的影響,使得液滴的擴(kuò)展直徑及擴(kuò)展速率相對較小,同時(shí)也使得液滴的軸向動(dòng)量相對較小。本文模型的計(jì)算結(jié)果有效的解釋了噴墨打印過程中出現(xiàn)的打印不均勻現(xiàn)象以及噴墨積塊現(xiàn)象。
【圖文】：

液滴碰撞液膜的沉積、液冠的形成和飛濺三種現(xiàn)象

在問題域內(nèi)部的情況下，因?yàn)楣饣瘮?shù) W ( x 2.8）而言，等號右邊的面積積分為 0。根據(jù)這所對應(yīng)的式（2.8）改寫成下述形式： x x x x x f ( )f()W(,h)d整個(gè)推導(dǎo)過程可以得出以下結(jié)論，對函數(shù) f (x)進(jìn)行微分。即，場函數(shù)的數(shù)值以及光滑函數(shù)的所允許的空間變量的梯度，其并不是由場函數(shù)自言，，其使用的是具有獨(dú)立質(zhì)量和占據(jù)獨(dú)立空間述的。在符合運(yùn)動(dòng)守恒控制方程的前提下，每能等物性參數(shù)。可以把 SPH 核近似相關(guān)的連續(xù)積分表達(dá)式轉(zhuǎn)化關(guān)的 SPH 文獻(xiàn)中，通常把粒子疊加求和的離
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O35

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本文編號：2635457