本文主要研究内容
作者朱阳（2019）在《液滴与复杂壁面作用的动力学及流固耦合研究》一文中研究指出：液滴与复杂壁面的相互作用的问题在自然界,日常生活以及工业生产中都是十分常见。前人虽然对液滴撞击问题做了大量的研究工作,但是对于液滴与复杂壁面的相互作用以及液滴与物体流固耦合等问题缺乏定量的研究。因此本文采用扩散界面-浸入边界方法进行数值模拟,重点研究了液滴撞击球面的动力学行为以及液滴与圆球的流固耦合问题。主要工作内容可分为以下三个部分:(1)对液滴撞击球面后在球面上的铺展和回缩动力学进行了数值模拟研究。数值模拟结果表明,圆球与液滴的相对大小λr对于液滴在球面上的铺展和回缩动力学具有重要影响。在液膜铺展初期,液膜前端会形成一层均匀厚度的液膜,此均匀液膜厚度hL能够被近似为hL,∞(1+3/4λr-3/2),其中hL,∞为λr趋于无穷时液膜的厚度。在液膜铺展初期,当无量纲时间被液膜厚度重新尺度化后,液滴在球面上润湿面积的变化不依赖于λ7r。另外我们发现液滴在球面上回缩过程呈匀速状态,通过理论分析我们得到了两种机制下液滴的回缩速度,且与数值结果吻合良好。最后我们将此问题延伸至凹球面问题,此时液膜厚度hL可以被λr近似为hL,∞o/(1+1/4Ar-1)。如果将凹球面曲率定义为负数,那么不管凹球面还是凸球面,hL都是随着曲率增大而增大,而且凸球面上的铺展动力学分析结果同样也适用于凹球面。(2)对液滴撞击圆球后出现的不同模态进行了数值模拟研究。通过改变液滴的We数和圆球与液滴的相对大小λr,发现了四种模态,即液滴回弹模态,圆球穿透液滴模态,液滴包裹圆球模态以及液滴脱离球面模态。在液滴脱离模态中,我们发现接触线钉扎在球面上的现象为该模态出现的关键。通过分析接触线附近的受力平衡,我们得到接触线钉扎位置与We数以及接触角的关系。最后我们理论分析了两两模态间的理论转化临界条件,并且理论与数值模拟结果对比良好。(3)对液滴撞击可移动圆球的流固耦合问题在较小韦伯数和较大雷诺数下进行数值模拟研究,并且关注圆球与液滴的质量比对撞击动力学的影响。通过数值模拟我们发现了两种模态:液滴弹离模态和液滴附着模态,并给出了两种模态理论上的转化条件。对于液滴弹离模态,理论分析了液滴铺展和回缩的时间尺度,定量分析了圆球在液滴铺展和回缩两个阶段对圆球速度影响。最后,我们通过圆球速度演化规律推导了在弹离模态中液滴从撞击开始到弹离球面时圆球的下降距离。
Abstract
ye di yu fu za bi mian de xiang hu zuo yong de wen ti zai zi ran jie ,ri chang sheng huo yi ji gong ye sheng chan zhong dou shi shi fen chang jian 。qian ren sui ran dui ye di zhuang ji wen ti zuo le da liang de yan jiu gong zuo ,dan shi dui yu ye di yu fu za bi mian de xiang hu zuo yong yi ji ye di yu wu ti liu gu ou ge deng wen ti que fa ding liang de yan jiu 。yin ci ben wen cai yong kuo san jie mian -jin ru bian jie fang fa jin hang shu zhi mo ni ,chong dian yan jiu le ye di zhuang ji qiu mian de dong li xue hang wei yi ji ye di yu yuan qiu de liu gu ou ge wen ti 。zhu yao gong zuo nei rong ke fen wei yi xia san ge bu fen :(1)dui ye di zhuang ji qiu mian hou zai qiu mian shang de pu zhan he hui su dong li xue jin hang le shu zhi mo ni yan jiu 。shu zhi mo ni jie guo biao ming ,yuan qiu yu ye di de xiang dui da xiao λrdui yu ye di zai qiu mian shang de pu zhan he hui su dong li xue ju you chong yao ying xiang 。zai ye mo pu zhan chu ji ,ye mo qian duan hui xing cheng yi ceng jun yun hou du de ye mo ,ci jun yun ye mo hou du hLneng gou bei jin shi wei hL,∞(1+3/4λr-3/2),ji zhong hL,∞wei λrqu yu mo qiong shi ye mo de hou du 。zai ye mo pu zhan chu ji ,dang mo liang gang shi jian bei ye mo hou du chong xin che du hua hou ,ye di zai qiu mian shang run shi mian ji de bian hua bu yi lai yu λ7r。ling wai wo men fa xian ye di zai qiu mian shang hui su guo cheng cheng yun su zhuang tai ,tong guo li lun fen xi wo men de dao le liang chong ji zhi xia ye di de hui su su du ,ju yu shu zhi jie guo wen ge liang hao 。zui hou wo men jiang ci wen ti yan shen zhi ao qiu mian wen ti ,ci shi ye mo hou du hLke yi bei λrjin shi wei hL,∞o/(1+1/4Ar-1)。ru guo jiang ao qiu mian qu lv ding yi wei fu shu ,na me bu guan ao qiu mian hai shi tu qiu mian ,hLdou shi sui zhao qu lv zeng da er zeng da ,er ju tu qiu mian shang de pu zhan dong li xue fen xi jie guo tong yang ye kuo yong yu ao qiu mian 。(2)dui ye di zhuang ji yuan qiu hou chu xian de bu tong mo tai jin hang le shu zhi mo ni yan jiu 。tong guo gai bian ye di de Weshu he yuan qiu yu ye di de xiang dui da xiao λr,fa xian le si chong mo tai ,ji ye di hui dan mo tai ,yuan qiu chuan tou ye di mo tai ,ye di bao guo yuan qiu mo tai yi ji ye di tuo li qiu mian mo tai 。zai ye di tuo li mo tai zhong ,wo men fa xian jie chu xian ding za zai qiu mian shang de xian xiang wei gai mo tai chu xian de guan jian 。tong guo fen xi jie chu xian fu jin de shou li ping heng ,wo men de dao jie chu xian ding za wei zhi yu Weshu yi ji jie chu jiao de guan ji 。zui hou wo men li lun fen xi le liang liang mo tai jian de li lun zhuai hua lin jie tiao jian ,bing ju li lun yu shu zhi mo ni jie guo dui bi liang hao 。(3)dui ye di zhuang ji ke yi dong yuan qiu de liu gu ou ge wen ti zai jiao xiao wei bai shu he jiao da lei nuo shu xia jin hang shu zhi mo ni yan jiu ,bing ju guan zhu yuan qiu yu ye di de zhi liang bi dui zhuang ji dong li xue de ying xiang 。tong guo shu zhi mo ni wo men fa xian le liang chong mo tai :ye di dan li mo tai he ye di fu zhao mo tai ,bing gei chu le liang chong mo tai li lun shang de zhuai hua tiao jian 。dui yu ye di dan li mo tai ,li lun fen xi le ye di pu zhan he hui su de shi jian che du ,ding liang fen xi le yuan qiu zai ye di pu zhan he hui su liang ge jie duan dui yuan qiu su du ying xiang 。zui hou ,wo men tong guo yuan qiu su du yan hua gui lv tui dao le zai dan li mo tai zhong ye di cong zhuang ji kai shi dao dan li qiu mian shi yuan qiu de xia jiang ju li 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学技术大学的朱阳，发表于刊物中国科学技术大学2019-07-12论文，是一篇关于液滴论文,撞击论文,圆球论文,铺展论文,回缩论文,模态转化论文,流固耦合论文,中国科学技术大学2019-07-12论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国科学技术大学2019-07-12论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：液滴论文; 撞击论文; 圆球论文; 铺展论文; 回缩论文; 模态转化论文; 流固耦合论文; 中国科学技术大学2019-07-12论文;