液滴撞擊固體壁面作為一種典型的自由表面流動問題,因其很強的質(zhì)交換和熱交換能力而被廣泛應(yīng)用在諸多領(lǐng)域中。國內(nèi)外對液滴撞擊水平及傾斜固體壁面進(jìn)行了大量的研究,但對撞擊彎曲壁面的動力學(xué)過程還知之甚少。正確認(rèn)識液滴在曲面上的撞擊、變形等現(xiàn)象,探索全面準(zhǔn)確的液滴撞擊曲面物理過程的描述方法和理論解釋,發(fā)展準(zhǔn)確的液滴微細(xì)現(xiàn)象測試技術(shù)和計算模型,對于發(fā)展液滴沖擊條件下的液體流動理論、傳質(zhì)傳熱理論具有重要價值,也為研究先進(jìn)工程技術(shù)提供更好的基礎(chǔ)。利用高速攝像儀觀測了蒸餾水、無水乙醇以及甘油液滴撞擊水平、傾斜以及彎曲壁面的流動規(guī)律,系統(tǒng)的分析了液滴物性對撞擊過程的影響,以及在不同撞擊壁面上的影響。撞擊平面和斜面時采用金屬鋁作為實驗壁面。通過調(diào)節(jié)液滴下落高度,得到撞擊速度對撞擊過程的影響,而且在實驗中測得無水乙醇液滴撞擊水平壁面時發(fā)生飛濺的臨界速度,觀測蒸餾水液滴和無水乙醇液滴撞擊水平壁面的俯視圖,得到了表面張力在回縮階段對過程的影響；撞擊斜面時,隨著撞擊速度和傾斜角的增加,定性的分析不同液滴的前進(jìn)鋪展因子和后退鋪展因子以及達(dá)到最大前進(jìn)鋪展因子和最大后退鋪展因子的時間的變化規(guī)律；撞擊彎曲壁面時,研究了在低速... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號表
1 緒論
    1.1 問題提出與研究意義
    1.2 液滴碰撞問題的研究進(jìn)展
        1.2.1 自由表面流動問題的提出
        1.2.2 自由表面流動問題的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文工作簡介
2 液滴撞擊固體平面和斜面的實驗研究
    2.1 實驗系統(tǒng)
        2.1.1 實驗裝置
        2.1.2 實驗過程及操作步驟
    2.2 液滴撞擊固體水平壁面的實驗研究
        2.2.1 撞擊平面的實驗結(jié)果
        2.2.2 撞擊速度的影響
        2.2.3 表面張力的影響
    2.3 液滴撞擊傾斜壁面的實驗研究
        2.3.1 撞擊斜面的實驗結(jié)果
        2.3.2 壁面傾斜角的影響
        2.3.3 撞擊速度的影響
    2.4 本章小結(jié)
3 液滴撞擊彎曲壁面的實驗研究
    3.1 液滴撞擊球體的實驗研究
        3.1.1 撞擊球體的實驗結(jié)果
        3.1.2 球體直徑的影響
        3.1.3 撞擊速度的影響
    3.2 液滴撞擊圓柱體的實驗研究
        3.2.1 撞擊圓柱體的實驗結(jié)果
        3.2.2 圓柱體直徑的影響
    3.3 本章小結(jié)
4 液滴撞擊固體壁面的數(shù)值模擬
    4.1 格子Boltzmann方法
        4.1.1 格子Boltzmann方法及理論基礎(chǔ)
        4.1.2 格子Boltzmann模型
        4.1.3 格子Boltzmann方法的邊界處理
    4.2 多相多組分格子Boltzmann模型
        4.2.1 顏色LBE模型
        4.2.2 自由能模型
        4.2.3 偽勢LBE模型
    4.3 液滴撞擊水平壁面的動力學(xué)過程的模擬及分析
        4.3.1 初始條件和邊界條件
        4.3.2 液滴在水平壁面上的流動狀態(tài)分析
        4.3.3 壁面特性的影響
        4.3.4 液滴物性的影響
        4.3.5 撞擊速度的影響
        4.3.6 撞擊角的影響
    4.4 液滴撞擊彎曲壁面的數(shù)值模擬
        4.4.1 液滴撞擊彎曲壁面的模擬結(jié)果
        4.4.2 撞擊速度對液膜形態(tài)的影響
        4.4.3 壁面特性對液膜形態(tài)的影響
        4.4.4 液滴物性對液膜形態(tài)的影響
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點摘要
    5.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間科研項目及科研成果
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同直徑液滴撞擊親水壁面動態(tài)特性實驗研究[J]. 楊寶海,朱恂,王宏,廖強,丁玉棟,陳蓉.  工程熱物理學(xué)報. 2014(01)
[2]液滴在粗糙固體表面上的鋪展特性[J]. 于程,張程賓,陳永平,施明恒.  工程熱物理學(xué)報. 2014(01)
[3]噴霧液滴撞擊大豆葉片表面研究[J]. 賈衛(wèi)東,朱和平,董祥,薛飛.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2013(12)
[4]液滴撞擊壁面鋪展運動的數(shù)值模擬[J]. 宋云超,寧智,孫春華,呂明,閻凱,付娟.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2013(06)
[5]基于格子Boltzmann方法的液滴沿固壁鋪展動態(tài)過程模擬[J]. 劉邱祖,寇子明,韓振南,高貴軍.  物理學(xué)報. 2013(23)
[6]液滴合并LB模擬及液滴彈跳的理論分析[J]. 彭本利,蘭忠,徐威,溫榮福,白濤,馬學(xué)虎.  工程熱物理學(xué)報. 2013(09)
[7]液滴與水平壁面碰撞力的數(shù)值研究[J]. 張彬,韓強,袁小芳,李景銀.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2013(09)
[8]單液滴撞擊受熱楓樺木炭化表面的實驗研究[J]. 藍(lán)美娟,李媛,王喜世.  化工學(xué)報. 2013(08)
[9]液滴撞擊固體球面行為特性的數(shù)值研究[J]. 汪焰恩,周金華,秦琰磊,李鵬林,楊明明,韓琴,王月波,魏生民.  振動與沖擊. 2012(20)
[10]速度對液滴撞擊超疏水壁面行為特性的影響[J]. 楊寶海,王宏,朱恂,丁玉棟,周勁.  化工學(xué)報. 2012(10)



本文編號：3379383