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剪切气流驱动下微沟槽表面液滴受力分析
  • ISSN号:1006-2467
  • 期刊名称:上海交通大学学报
  • 时间:2014
  • 页码:260-264
  • 分类:O353.4[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]西北工业大学航海学院,西安710072
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金(51109178),西北工业大学研究生创新基金(13007),西北工业大学基础研究项目(JC20120218)资助项目
  • 相关项目:疏水性微纳米结构表面水下减阻的分子动力学研究
中文摘要:

通过对剪切气流驱动下液滴在平行微沟槽表面的受力及变形的理论分析,提出了沟槽表面液滴在剪切气流下脱落的力学模型.在卡特皮勒力计算中,分别改进了积分式中固液接触角、接触半径项,采用一个更符合实际物理现象的分段函数表征了积分式中的接触角项;而对于接触半径项,利用椭圆接触线方程导出.在拖拽力的计算中,引入了无滑移边界条件下的剪应力公式简化了已有的拖拽力表达式.利用小型风洞,对所建立的力学模型进行了验证.测量结果表明,液滴脱落所需要的风速随着沟槽尺寸的增大而增大,沟槽方向垂直切向流放置情况下液滴所需要的脱落风速明显大于平行方向放置情况.实验观测结果与理论受力模型具有较好的一致性,表明所建立的力学模型合理有效.

英文摘要:

The dynamics of a liquid droplet driven by an air flow and displaced on the micro-grooved surface was investigated, and a force balance model in terms of dynamic contact angle was obtained. Two terms of θ(a) and r (a) were improved in the calculation of capillary force. The term θ(a) was expressed by a piece wise function while term r (a) was deduced by the equation of elliptical contact line. The drag force was simplified by importing the no-slip boundary condition. Then the model was tested in a wind tunnel experi mentally. The test results turned out to be consistent with the experimental results, which proved that the force balance model was rational and effective.

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期刊信息
  • 《上海交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:上海交通大学
  • 主编:郑杭
  • 地址:上海市华山路1954号15F
  • 邮编:200030
  • 邮箱:shjt@chinajournal.net.cn
  • 电话:021-62933373 62932534
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-2467
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1466/U
  • 邮发代号:4-256
  • 获奖情况:
  • 1996年全国优秀科技期刊奖,1992年、1996年、1999年国家教育部系统优秀科技期刊奖,2002年“百种重点期刊奖”,2003年百种中国杰出学术期刊,2004年教育部全国高校优秀科技期刊一等奖,2004年“百种重点期刊奖”
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:30903