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《超疏水表面形貌對(duì)層流減阻的數(shù)值模擬-論文.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第d6卷第2期上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)VO1．46NO．22012年2月J()URNA1()FSHANGHAIJIA()TONGUNIVERSITYFeb．2012文章編號(hào)：1006—2467(2012)02—0312-05+0322超疏水表面形貌對(duì)層流減阻的數(shù)值模擬喻超，陳曉玲，孫蕾(1．上海交通大學(xué)動(dòng)力機(jī)械及工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200240；2．聯(lián)合利華中國(guó)研究所，上海200233)摘要：為了研究超疏水表面形貌結(jié)構(gòu)對(duì)其流動(dòng)減阻的影響，設(shè)計(jì)了4種不同形貌的表面結(jié)構(gòu)．針對(duì)超疏水表面的流動(dòng)特點(diǎn)，建立微通道氣一液兩相流動(dòng)的VOF(VolumeofFl
2、uid)模型，對(duì)超疏水表面在層流狀態(tài)下的表面形貌結(jié)構(gòu)對(duì)流動(dòng)減阻的影響規(guī)律進(jìn)行了研究．結(jié)果表明，超疏水表面的減阻效果隨微凸起間距的增大而明顯增大，而與微凸起高度的變化關(guān)系不大，且三角形和圓頂矩形微凸起結(jié)構(gòu)表面比圓形和平頂矩形微凸起結(jié)構(gòu)表面具有更好的減阻效果．關(guān)鍵詞：超疏水表面；表面形貌；層流；流動(dòng)減阻；數(shù)值模擬中圖分類號(hào)：()351文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ANumericalSimulationoftheEffectsofSurfaceMorphologiesonDragReductionofSuperhydrOphObicSurfaceinLaminarF
3、lOWYUChao，CHENXiao—ling，SUNLei(1．KeyL．a(chǎn)boratoryforPowerMachineryandEngineeringoftheMinistryofEducation．ShanghaiJiaotongUniversxty，Shanghai200240，China；2．UnileverResearchChina，Shanghai200233，China)Abstract：Inordertostudytheeffectsofsurfacemorphologiesondragreductionofsuperhyd
4、rophobicsur—face，fourdifferentsurfacemorphologiesweredesigned．Accordingtotheflowcharacteristicsonsuperhy—drophobicsurface，aVOF(VolumeofFluid)modelofgas—liquidtwo～phaseflowinmicrochannelwases—tablishedandtheimpactofdifferentsurfacemorphologiesondragreductioninlaminarflowwasst
5、imula—ted．Theresultsshowthatthedragreductionincreasessignificantlywiththeincreaseofthedistanceofmi—croscaleridges，whiledoesnotvarysignificantlywiththeheightofmicro—scaleridges．Andthedragreductioneffectofthemicrochannelwithtriangularridgesordomerectangularridgesismoreapparent
6、thanthoseofmicrochannelswithcircularridgesorflat—toppedrectangularridges．Keywords：superhydrophobicsurface；surfacemorphologies；laminarflow；dragreduction；numericalsim1kl1atjon超疏水性表面通常被定義為液滴表觀接觸角大超疏水表面能夠使流動(dòng)摩擦阻力減小，而有效減小于150。的表面．人們很早就在自然界中觀察到這種流動(dòng)阻力將會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)進(jìn)步．超疏水現(xiàn)象，比如荷葉的自清潔機(jī)
7、理Ⅲ．研究表明，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，使用超疏水表面來(lái)減小流動(dòng)阻收稿日期：201卜O2—24基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50606025)，聯(lián)合利華中國(guó)研究所資助項(xiàng)目作者簡(jiǎn)介：喻超(1986)，男，湖北麻城市人，碩士生，主要從事計(jì)算流體力學(xué)研究．陳曉玲(聯(lián)系人)，女，副教授，電話(Te1．)：021—34206860；Email：xlchen@sjtu．edu．CII第2期喻超，等：超疏水表面形貌對(duì)層流減阻的數(shù)值模擬力具有廣闊的前景．然而，超疏水表面的流動(dòng)較種具有不同類型的表面微凸起形貌結(jié)構(gòu)的超疏水表為復(fù)雜，其減阻效果與材料的化學(xué)和物理特
8、性有關(guān)，面，其表面形貌分別為三角形、圓形、平頂矩形和圓如表面的化學(xué)能、材料的潤(rùn)濕性、表面形貌和微凸起頂矩形，如圖1所示．為了進(jìn)行對(duì)比研究，針對(duì)每一結(jié)構(gòu)
