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容器内角处流体界面特性与Surface Evolver程序适用性的研究

徐升华 王林伟 孙祉伟 王彩霞

容器内角处流体界面特性与Surface Evolver程序适用性的研究

徐升华, 王林伟, 孙祉伟, 王彩霞
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-11-11
  • 修回日期:  2012-01-17
  • 刊出日期:  2012-08-20

容器内角处流体界面特性与Surface Evolver程序适用性的研究

  • 1. 中国科学院力学研究所, 中国科学院微重力重点实验室, 北京 100190
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11032011, 11172302)和中国科学院创新工程(批准号: KJCX2-YW-L08)资助的课题.

摘要: 微重力条件下内角处液体行为的研究对于认识表面张力主导的液体行为, 预测和控制空间微重力条件下的液体位置、瞬时状态, 以及对空间流体进行有效的管理等方面都非常重要. 通过分析接触角与流体界面在容器内角处的接触线方向之间的关系, 并与Concus-Finn理论进行比较, 提出了内角处接触线、接触角和几何形状之间相互关联的机理, 并探讨了Concus和Finn等 的相关理论结果的物理内涵. 在此基础上, 进一步将内角处的相关理论结果与Surface Evolver程序得出的数值结果进行了比较, 指出当容器中的内角小于180°时, Surface Evolver程序通过自动划分网格即可比较准确地预言内角处的接触线和液面行为, 但是当内角大于180°时, 自动划分网格得到的数值结果有较大的误差, 需要通过手动划分网格减少网格奇异才能减小误差. 因此, 对于具有复杂几何形状的容器, 需注意网格的奇异性, 并对内角处的液面进行定量的验证, 才能有效判断Surface Evolver程序结果的正确性. 本工作对于深入认识内角处的液面特性和机理, 理解Surface Evolver程序的适用条件, 以及分析微重力条件下容器内角处的液体行为等方面都具有明显意义.

English Abstract

参考文献 (26)

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