本文采用實驗、理論和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究了不同粘度液滴在不同潤濕性表面上的沖擊動力學(xué)。實驗結(jié)果顯示沖擊現(xiàn)象與液滴的物理性質(zhì)和表面的潤濕性相關(guān):在親液表面上,液滴沖擊表面后通常只有沉積現(xiàn)象;在疏液和超疏液表面上,實驗觀測到了氣泡捕獲、部分反彈和完全反彈等沖擊現(xiàn)象。最大鋪展系數(shù)是用于表征沖擊結(jié)果的重要參數(shù)之一,研究表明其與液滴的沖擊速度和液滴的粘度等因素有關(guān),然而分析顯示已有的理論模型不能很好地預(yù)測不同沖擊條件下的最大鋪展系數(shù)。通過能量分析,發(fā)現(xiàn)在最大鋪展時對殘余動能的忽略和液滴變形假設(shè)的不準(zhǔn)確造成了對低粘度液滴最大鋪展系數(shù)的高估,邊界層理論的局限性導(dǎo)致了對高粘度液滴最大鋪展系數(shù)的低估。液滴鋪展時間同樣受多個因素的綜合影響,考慮液滴粘度和表面潤濕性對液滴鋪展的作用,修正了傳統(tǒng)毛細-慣性特征時間,并獲取了一個描述鋪展時間的通用公式。液滴沖擊表面后內(nèi)部的殘余動能使液滴繼續(xù)振動,文中用阻尼振動理論分析了液滴沖擊后的振動行為,通過簡單的量綱分析,解釋了液體粘度和表面潤濕性對沖擊后振動的影響。此外,通過數(shù)值模擬討論了液滴沖擊速度、表面潤濕性和液滴粘度對液滴內(nèi)部粘性耗散能、殘余動能和有效表面能的影... 

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 表面和界面特性
    1.3 液滴沖擊固體表面的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 粘性液滴沖擊固體表面鋪展的研究
    2.1 實驗材料和裝置
    2.2 沖擊實驗現(xiàn)象
    2.3 鋪展過程
    2.4 最大鋪展系數(shù)
    2.5 鋪展時間
    2.6 本章小結(jié)
第3章 液滴沖擊固體表面后的振動分析
    3.1 振動現(xiàn)象
    3.2 振動分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 液滴沖擊固體表面的數(shù)值模擬
    4.1 數(shù)值模擬方法
    4.2 數(shù)值模擬可靠性驗證
    4.3 液滴沖擊固體表面鋪展過程內(nèi)部能量變化
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間參加科研項目情況
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況


【參考文獻】：
期刊論文
[1]液滴撞擊固體表面鋪展特性的實驗研究[J]. 畢菲菲,郭亞麗,沈勝強,陳覺先,李熠橋.  物理學(xué)報. 2012(18)



本文編號：3661664