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带凹槽的微通道中液滴运动数值模拟

张明焜 陈硕 尚智

带凹槽的微通道中液滴运动数值模拟

张明焜, 陈硕, 尚智
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  • 运用改进的耗散粒子动力学方法模拟了液滴在由凹槽所构成的粗糙表面微通道内的运动行为.改进的耗散粒子动力学方法采用新近提出的一种短程排斥、长程吸引相互作用势能函数,从而可以模拟带有自由面的流体,如液滴等.模拟了新势能函数下液滴与固体壁面的静态接触角,并用2次多项式拟合了接触角-awf/af变化曲线.研究了液滴在带凹槽的微通道中运动时,微通道壁面浸润性、外场力、液滴温度对液滴流动特性的影响.研究表明壁面浸润性和外场力对液滴流动特性的影响较大,液滴温度对液滴流动特性的影响较小.研究结果对运用耗散粒子动力学方法模拟并分析微流体在复杂微通道的流动有一定的参考价值.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10872152)和上海市教委科研创新重点项目资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-04-18
  • 修回日期:  2011-06-02
  • 刊出日期:  2012-03-15

带凹槽的微通道中液滴运动数值模拟

  • 1. 同济大学航空航天与力学学院, 上海 200092;
  • 2. Science and Technology Facilities Council, Daresbury Laboratory, Warrington WA4 4AD, UK
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 10872152)和上海市教委科研创新重点项目资助的课题.

摘要: 运用改进的耗散粒子动力学方法模拟了液滴在由凹槽所构成的粗糙表面微通道内的运动行为.改进的耗散粒子动力学方法采用新近提出的一种短程排斥、长程吸引相互作用势能函数,从而可以模拟带有自由面的流体,如液滴等.模拟了新势能函数下液滴与固体壁面的静态接触角,并用2次多项式拟合了接触角-awf/af变化曲线.研究了液滴在带凹槽的微通道中运动时,微通道壁面浸润性、外场力、液滴温度对液滴流动特性的影响.研究表明壁面浸润性和外场力对液滴流动特性的影响较大,液滴温度对液滴流动特性的影响较小.研究结果对运用耗散粒子动力学方法模拟并分析微流体在复杂微通道的流动有一定的参考价值.

English Abstract

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