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《液滴撞擊液膜及固壁的多相耦合問(wèn)題研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、中圖分類號(hào)：V211.3論文編號(hào)：102870118-S010學(xué)科分類號(hào)：080103碩士學(xué)位論文液滴撞擊液膜及固壁的多相耦合問(wèn)題研究研究生姓名劉琛學(xué)科、專業(yè)流體力學(xué)研究方向計(jì)算流體力學(xué)指導(dǎo)教師吳杰教授南京航空航天大學(xué)研究生院航空宇航學(xué)院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringResearchontheMultiphaseCouplingProblemsofDropletImpacttoLi
2、quidFilmandSolidSurfaceAThesisinFluidMechanicsbyLiuChenAdvisedbyProf.WuJieSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承諾書(shū)本人聲明所呈交的碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而
3、使用過(guò)的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書(shū)）作者簽名：日期：南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要現(xiàn)有液滴撞擊的多相流問(wèn)題多局限于液滴垂直下落的情況，往往忽略重力作用。而本文中，二維單（雙）液滴初始放置于液膜或固壁面之上，給定初始水平速度受重力作用下落。為了求解該問(wèn)題，本文選用了一種混合相場(chǎng)格子玻爾茲曼法。該方法中，使用格子玻爾茲曼法來(lái)求解流場(chǎng)，通過(guò)直接求解Cahn-Hilliard方程來(lái)追蹤多相流的交界面。固定
4、液滴與周圍流體的密度比**和粘度比（μ），探究了韋伯?dāng)?shù)（We）、邦德數(shù)（Bo）和撞擊基質(zhì)特性（無(wú)量綱液膜厚度H及接觸角滯后范圍θR≤θ≤θA）對(duì)液滴撞擊的影響。由單液滴撞擊液膜所得結(jié)果可知，當(dāng)We增大，能夠產(chǎn)生更高的右側(cè)濺起，但其對(duì)左側(cè)濺*起具有相反的影響。低Bo將會(huì)導(dǎo)致較小的濺起結(jié)構(gòu)。并存在臨界值H，當(dāng)液膜厚度小于該值，**右側(cè)濺起高度將會(huì)隨著H的增加而增大，否則其將會(huì)隨著H的增加而降低。分析單液滴撞擊固壁的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，We的增加將增大液滴最大拉伸長(zhǎng)度，但對(duì)液滴最終形態(tài)的影響不大。而液滴的穩(wěn)定鋪展長(zhǎng)度隨Bo增加，相應(yīng)左右側(cè)接觸角減小。另一方面，
5、非均勻固壁面的θA越大，液滴的鋪展速度越慢；θR越大則導(dǎo)致穩(wěn)定鋪展長(zhǎng)度的增加和對(duì)應(yīng)左右接觸角的減小。將雙液滴的撞擊結(jié)果與單液滴進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)雙液滴相繼撞擊液膜后右側(cè)濺起為羊角結(jié)構(gòu)，并且最終濺起結(jié)構(gòu)的高度越高，延展長(zhǎng)度也越大；而雙液滴相繼撞擊固壁時(shí)，液滴水平穩(wěn)定鋪展長(zhǎng)度將增大，但對(duì)左右側(cè)接觸角的影響不大。另外，可以考慮使用節(jié)點(diǎn)間斷有限元-格子玻爾茲曼法進(jìn)行更多液滴撞擊問(wèn)題的求解。關(guān)鍵詞：液滴，相場(chǎng)格子玻爾茲曼法，韋伯?dāng)?shù)，邦德數(shù)，液膜厚度，接觸角滯后范圍I液滴撞擊液膜及固壁的多相耦合問(wèn)題研究ABSTRACTTheexistingstudiesofm
6、ultiphaseflowofdropletimpactaremorelimitedtotheverticalimpactprocesseswiththeinfluenceofgravityisusuallyneglected.However,inthiswork,single(double)two-dimensionaldroplet(droplets)is(are)initiallyplacedabovealiquidfilmorasolidsurfaceandfalls(fall)freelyundergravitywithagivenh
7、orizontalvelocity.Tosolvethisproblem,ahybridmethodischosen,inwhichtheflowfieldissolvedbyusingthelatticeBoltzmannmethodandtheinterfaceiscapturedbysolvingtheCahn-Hilliardequationdirectly.Atafixedvalueofdensityratio**(ρ)orviscosityratio(μ)ofdroplettoambientfluid,theeffectsofWeb
8、ernumber(We),Bondnumber*(Bo)andpropertiesofimpactsubstrate(dimensionlessliq
