液滴在随机粗糙表面的铺展动力学仿真研究

发布时间：2017-04-26 02:14

  本文关键词：液滴在随机粗糙表面的铺展动力学仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：研究人员一直以来致力于研究液滴在光滑表面、规则表面的沉积过程。然而,很少人系统地研究液滴在随机粗糙表面的沉积过程。实际上,随机粗糙表面更接近真实粗糙表面。定量研究液滴在随机粗糙表面的沉积过程,对很多工业领域都有很重要的意义。本论文采用流体力学相场方法模拟了液滴在随机粗糙表面的沉积过程,同时采用独特的数据分析方法分析了液滴碰撞表面整个运动过程。通过比较液滴在光滑表面、规则矩形表面和随机粗糙表面的铺展动力学,发现表面形貌对液滴的铺展有很大影响;对于粗糙表面,即使两种粗糙度都相同,不同形貌表面上液滴的铺展过程还是有很大差别。本论文同时也详细分析了随机粗糙表面的两种粗糙度表征方法:Wenzel粗糙度和均方根粗糙度对液滴撞击、铺展、回缩及平衡过程的影响。此外,本文还分析了液滴初始条件对最大铺展直径的影响,总结了预测最大铺展直径的经验、半经验公式。
【关键词】：液滴撞击 随机粗糙表面 铺展 粗糙度 最大铺展直径
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O647.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 引言8-18
• 1.1 选题的科学依据及意义8-9
• 1.2 目前的研究现状9-16
• 1.2.1 理论研究9-11
• 1.2.2 实验研究11-14
• 1.2.3 数值模拟14-16
• 1.3 本文所做工作及创新点16-18
• 第二章 数学建模及数据分析方法18-27
• 2.1 模型的选择19-21
• 2.1.1 软件的选择19-20
• 2.1.2 模块的选择20-21
• 2.2 模型控制方程及边界条件21-24
• 2.2.1 控制方程22
• 2.2.2 边界条件22-23
• 2.2.3 初始条件23-24
• 2.3 数据分析方法24-25
• 2.4 COMSOL建模过程25-27
• 第三章 牛顿流体液滴在随机粗糙表面的运动过程27-44
• 3.1 模型实验验证27-29
• 3.2 液滴在几种表面铺展的结果比较29-37
• 3.2.1 铺展系数D*和高度系数H*的比较30-32
• 3.2.2 流场的分布32-34
• 3.2.3 液滴平衡状态的比较34-37
• 3.3 随机粗糙表面的粗糙度对液滴铺展过程的影响37-44
• 3.3.1 Wenzel粗糙度Wr对液滴铺展过程的影响37-40
• 3.3.2 均方根粗糙度Rr对液滴铺展过程的影响40-44
• 第四章 流体的性质对液滴运动过程的影响44-53
• 4.1 牛顿流体的性质对最大铺展直径的影响44-47
• 4.1.1 文献中最大铺展直径的预测公式44-45
• 4.1.2 保持雷诺数、韦伯数不变，，改变初始条件对液滴铺展的影响45-47
• 4.2 非牛顿流体的性质对液滴运动过程的影响47-53
• 4.2.1 幂函数型粘性流体对液滴铺展的影响48-51
• 4.2.2 粘度和剪切速率的对比51-53
• 第五章 结论与展望53-55
• 5.1 结论53-54
• 5.2 展望54-55
• 参考文献55-61
• 攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果61-62
• 附录62-64
• 致谢64-65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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2 李大树;仇性启;于磊;许京;段小龙;郑志伟;;喷雾液滴撞壁研究综述[J];工业加热;2014年02期

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 李西营;液滴撞击固体壁面的实验及理论研究[D];大连理工大学;2010年

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本文编号：327548