液滴撞击不同润湿性管壁的动态特性研究

发布时间：2023-06-16 19:05

　　本文利用CLSVOF方法对液滴撞击不同润湿性管壁的动态过程进行了三维数值模拟研究,分析了曲率比分别为0.65、0.43和0.32时,液滴撞击亲水、疏水和超疏水管壁时的动态特性,以及撞击速度、粘性系数、表面张力系数和偏心距对液滴撞击超疏水管状壁面后动态特性的影响,此外对液滴撞壁后的过程变化机理展开了分析。在相同曲率比和撞击速度的条件下,壁面接触角越小,越有利于液膜的铺展,液膜能达到的最大无量纲铺展系数D^*_max越大,其能达到的最大无量纲液膜中心高度H^*_max越小。在本文计算范围内,当撞击速度和壁面接触角一定时,曲率比越小,重力的作用越小,越不利于液膜的铺展,液膜的最大无量纲铺展系数D^*_max越小;当保持撞击速度不变,壁面润湿性越差,曲率比越小,液膜回缩过程中卷吸的气泡越大。在曲率比为0.32的条件下,本文研究了撞击速度对液滴在超疏水管壁上动态变化的影响。根据液滴在管壁上动态特性的差异,将其反弹状态分为整体反弹、断裂反弹以及破碎反弹,在研究的撞击速度范围内,给...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 壁面润湿性对液滴撞击平壁及斜壁的影响研究
        1.2.2 液滴撞击曲面过程的影响研究
        1.2.3 液滴撞击过程的机理研究
    1.3 本文研究内容
2 液滴撞击管壁过程的数学模型
    2.1 气液相界面的捕捉方法
    2.2 数学模型及验证
        2.2.1 物理模型及参数定义
        2.2.2 数学模型
        2.2.3 模型验证
    2.3 本章小结
3 壁面润湿性对液滴撞击管壁动态特性的影响研究
    3.1 曲率比为0.65时的运动特性分析
        3.1.1 动态特征分析
        3.1.2 特征参数分析
        3.1.3 壁面润湿性的影响机理分析
    3.2 曲率比为0.43时的运动特性分析
        3.2.1 动态特征分析
        3.2.2 特征参数分析
        3.2.3 壁面润湿性的影响机理分析
    3.3 曲率比为0.32时的运动特性分析
        3.3.1 动态特征分析
        3.3.2 特征参数分析
        3.3.3 壁面润湿性的影响机理分析
    3.4 液滴撞击疏水管壁
    3.5 本章小结
4 液滴撞击超疏水管壁动态特性研究
    4.1 撞击速度的影响
    4.2 粘性系数的影响
    4.3 表面张力系数的影响
    4.4 偏心距的影响
    4.5 本章小结
结论
展望
参考文献
附录A 符号说明
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3833803