流動(dòng)聚焦（Flow focusing）為一種典型的毛細(xì)流動(dòng)現(xiàn)象,其原理為從毛細(xì)管流出的流體在另一種流體的驅(qū)動(dòng)下,經(jīng)過小孔形成穩(wěn)定的錐-射流結(jié)構(gòu),射流在下游由于界面不穩(wěn)定性而破碎形成單分散性微粒子。該方法能夠穩(wěn)定的制備具有單層或者復(fù)合界面結(jié)構(gòu)的液滴、氣泡、顆粒及膠囊,在醫(yī)藥學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域具有重大應(yīng)用背景。本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬和理論分析的方法,研究了液體驅(qū)動(dòng)下單軸和同軸流動(dòng)聚焦中界面的失穩(wěn)與耦合,以及流體速度受到外部激勵(lì)作用時(shí)流動(dòng)聚焦中射流的破碎。主要工作及研究成果如下:（1）通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬,獲得了單軸流動(dòng)聚焦中錐-射流結(jié)構(gòu)典型的流動(dòng)模式及其存在的參數(shù)區(qū)域。在對錐形的研究中,理論分析了兩相流體流量對錐形穩(wěn)定性的影響,并利用數(shù)值模擬展示了錐形的流場結(jié)構(gòu)以及參數(shù)變化對錐形形態(tài)的影響。在對錐形下游液滴產(chǎn)生的研究中,發(fā)現(xiàn)了滴模式（Dripping）下液滴生成的非線性動(dòng)力學(xué)特性,討論了流體粘性對非線性的影響,并通過量綱分析揭示了非線性出現(xiàn)的機(jī)理。另外,通過數(shù)值模擬關(guān)注了射流模式（Jetting）下射流的速度型及其隨空間的演化。進(jìn)一步,采用兩種分析方式研究了射流模式向滴模式的... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：154 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１液－氣流動(dòng)聚焦實(shí)驗(yàn)中的錐形、錐－射流結(jié)構(gòu)及射流破碎的形態(tài)（Ｇａｎａｎ－Ｃａｌｖｏ，?１９９８）

圖１．２液－氣流動(dòng)聚焦實(shí)驗(yàn)中典型的流動(dòng)模式（表示為Ｉ，?ＩＩ，?ＩＩＩ，?ＩＶ，Ｖ和ＶＩ）及各種模式??在Ｑ，－厶巧平面上的相圖（Ｓｉ?ｅｉ?ａＺ．，２〇〇９）

圖１．４氣－液流動(dòng)聚焦實(shí)驗(yàn)中的穩(wěn)定錐形結(jié)構(gòu)以及小孔下游生成的大量氣泡（Ｇａｎａｎ－Ｃａｌｖｏ?＆??Ｇｏｒｄｉｌｌｏ，?２００１）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]流動(dòng)聚焦及射流不穩(wěn)定性[J]. 司廷,李廣濱,尹協(xié)振.  力學(xué)進(jìn)展. 2017(00)
[2]Simulation of incompressible multiphase flows with complex geometry using etching multiblock method[J]. Haoran LIU,Kai MU,Hang DING.  Applied Mathematics and Mechanics（English Edition）. 2016(11)
[3]微流控器件中的多相流動(dòng)[J]. 陳曉東,胡國慶.  力學(xué)進(jìn)展. 2015(00)

博士論文
[1]運(yùn)動(dòng)物體與兩相界面相互作用的動(dòng)力學(xué)研究[D]. 陸博謙.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]復(fù)合流動(dòng)聚焦的實(shí)驗(yàn)和理論研究[D]. 李廣濱.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[3]流動(dòng)聚焦的實(shí)驗(yàn)和理論研究[D]. 司廷.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009



本文編號：3551953