本文選題：表面潤濕性 + 入水空泡�。� 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：入水問題是一個極短時間內(nèi)涉及跨介質(zhì)的固-液-氣三相相互作用復(fù)雜多相流動問題。入水問題與許多工程應(yīng)用及自然現(xiàn)象有重要關(guān)系,例如:空投魚雷、反潛導(dǎo)彈、飛船水上回收、水上飛機著陸、船舶砰擊、跳彈現(xiàn)象、水上行走生物以及跳水運動等。本文采用數(shù)值模擬和實驗相結(jié)合的方法,研究表面潤濕性對球體及軸對稱柱體垂直入水過程入水空泡發(fā)展規(guī)律、多相流場結(jié)構(gòu)以及流體動力的影響。具體研究內(nèi)容和成果如下:基于均質(zhì)平衡流理論,建立考慮表面潤濕性的入水過程多相流動數(shù)值方法。在VOF(Volume of Fluid)多相流模型基礎(chǔ)上,耦合CSF(Continuum Surface Force)模型,通過UDF(User Defined Function)語言對Fluent軟件進行二次開發(fā),將表面張力作為源項引入到Navier-Stokes方程中,同時引入動態(tài)接觸角修正近壁面三相線處氣液界面夾角。通過球體垂直入水典型工況數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果對比,驗證本文所建立數(shù)值方法的有效性�；诒疚慕⒌臄�(shù)值方法,開展均一表面潤濕性球體垂直入水過程三維數(shù)值模擬。研究表面潤濕性對球體垂直入水過程入水空泡發(fā)展規(guī)律、多相流場結(jié)構(gòu)以及流體動力的影響,分析表面潤濕性對球體垂直入水空泡閉合時間、閉合位置的影響規(guī)律,掌握產(chǎn)生入水空泡的臨界入水速度與表面潤濕性關(guān)系,揭示入水空泡產(chǎn)生機理。通過不同相對密度球體垂直入水過程數(shù)值模擬,進一步分析親水性球體及疏水性球體垂直入水空泡形態(tài)典型差異,以及親水性表面及疏水性表面對球體垂直入水過程流體動力以及運動特性的影響�；诒疚慕⒌臄�(shù)值方法,開展非對稱表面潤濕性球體垂直入水過程三維數(shù)值模擬。研究半疏水-半親水球體垂直入水過程產(chǎn)生的非對稱入水空泡發(fā)展規(guī)律,以及相應(yīng)的非對稱多相流場結(jié)構(gòu)演變規(guī)律,分析球體受到的非對稱流體動力以及軌跡偏轉(zhuǎn)。同時,研究球體表面潤濕性非對稱差異程度對非對稱入水空泡發(fā)展規(guī)律、軌跡偏轉(zhuǎn)及流體動力的影響。通過不同相對密度的半疏水-半親水球體垂直入水過程數(shù)值模擬,進一步研究非對稱表面潤濕性球體垂直入水過程產(chǎn)生的非對稱入水空泡及流體動力,揭示非對稱入水空泡產(chǎn)生機理和發(fā)展規(guī)律。建立小型運動體垂直入水實驗系統(tǒng),設(shè)計可以同時實現(xiàn)運動體旋轉(zhuǎn)及裝夾的釋放裝置,開展不同表面潤濕性柱體垂直入水實驗研究。研究表面潤濕性對柱體垂直入水空泡形態(tài)發(fā)展過程的影響,分析柱體垂直入水空泡的兩次閉合現(xiàn)象。通過半疏水-半親水柱體的垂直入水實驗,研究非對稱表面潤濕性柱體垂直入水后產(chǎn)生的非對稱入水空泡,及由此產(chǎn)生的柱體運動軌跡偏轉(zhuǎn)以及攻角變化,揭示非對稱表面潤濕性柱體垂直入水過程非對稱入水空泡的產(chǎn)生機理和發(fā)展規(guī)律。最后,通過考慮表面潤濕性的柱體垂直入水空泡數(shù)值研究,驗證本文數(shù)值方法有效性的同時,分析了親水性表面和疏水性表面對柱體垂直入水過程多相流場結(jié)構(gòu)及流體動力的影響。
[Abstract]:In this paper , we study the influence of surface wettability on the development of water - filled hollow bubbles , the structure of multi - phase flow field and the influence of hydrodynamic forces on the surface wettability . In the end , the effect of hydrophilic surface and hydrophobic surface on the multi - phase flow field structure and hydrodynamic force in the vertical water inlet process of the column is analyzed by considering the numerical value of surface wettability .
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O359

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 王馨;張向軍;孟永鋼;溫詩鑄;;微納米間隙受限液體邊界滑移與表面潤濕性試驗[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年08期

2 王雪梅;;超疏水表面潤濕性能研究[J];廣東化工;2013年11期

3 楊靖;陳杰tb;;甲基修飾二氧化硅膜的表面自由能與表面結(jié)構(gòu)[J];材料工程;2008年10期

4 王業(yè)飛;徐懷民;齊自遠;徐曉麗;宋新旺;;原油組分對石英表面潤濕性的影響與表征方法[J];中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年05期

相關(guān)會議論文 前7條

1 馬福民;李文;;不同鏈長羧酸調(diào)控金屬表面潤濕性能的研究[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第12分會場摘要集[C];2012年

2 李小兵;劉瑩;;固體表面潤濕性機理及模型[A];第六屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（10）[C];2007年

3 楊武;郭昊;孫看軍;裴奔;趙秀麗;于艷;張潔;劉建喜;;聚合電解質(zhì)修飾表面的潤濕性質(zhì)[A];甘肅省化學(xué)會第二十七屆年會暨第九屆甘肅省中學(xué)化學(xué)教學(xué)經(jīng)驗交流會論文摘要集[C];2011年

4 馬寶東;劉丹丹;張磊;張路;高寶玉;;陽離子表面活性劑對聚四氟乙烯表面潤濕性的影響[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第12分會場摘要集[C];2012年

5 張磊;劉丹丹;徐志成;張路;趙濉;;模擬油藏巖石表面潤濕性控制的分子機理研究[A];中國化學(xué)會第十四屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集-第1分會：表面界面與納米結(jié)構(gòu)材料[C];2013年

6 王相君;王喜明;張明輝;黨婭萍;;兩步法酯化楊木[A];第二屆中國林業(yè)學(xué)術(shù)大會——S11 木材及生物質(zhì)資源高效增值利用與木材安全論文集[C];2009年

7 王冕;張魁;王倩;毋偉;陳建峰;;固體顆粒穩(wěn)定乳液的特性及穩(wěn)定性研究[A];顆粒學(xué)最新進展研討會——暨第十屆全國顆粒制備與處理研討會論文集[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 孫釗;考慮表面潤濕性的運動體入水過程多相流動特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

2 薛健;壓力對固體表面潤濕性的影響研究[D];南京大學(xué);2014年

3 趙東方;基于激光輻照與塑性誘導(dǎo)的半導(dǎo)體表面性質(zhì)的調(diào)控研究[D];山東大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 黃元丁;表面微觀形貌對固液界面邊界滑移和流體阻力影響的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 王健;APTES SAM制備過程及表面潤濕性質(zhì)的分子模擬研究[D];浙江大學(xué);2016年

3 董青;表面潤濕性對粗糙表面接觸界面摩擦特性的影響[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

4 陳欣;液態(tài)Li在固體Cu和Fe表面潤濕性的分子動力學(xué)模擬研究[D];湖南大學(xué);2016年

5 劉雨萌;使用反相氣相色譜法表征合成纖維表面潤濕性[D];天津大學(xué);2015年

6 馬俊;溫度場作用下固體表面潤濕性能研究[D];江蘇大學(xué);2017年

7 熊其玉;激光微織構(gòu)固體表面潤濕性能研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

8 郭翠;基于無機納米結(jié)構(gòu)調(diào)控材料表面潤濕性[D];天津理工大學(xué);2013年

9 呂丹丹;材料表面潤濕性和荷電性對硫酸鹽還原菌和費氏弧菌初始附著行為的影響[D];中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2014年

10 萬菲;在銅基底上幾種潤濕性可控表面的制備[D];西北師范大學(xué);2010年

，

本文編號：2041269