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分叉微通道内液滴动力学行为的格子Boltzmann方法模拟

梁宏 柴振华 施保昌

分叉微通道内液滴动力学行为的格子Boltzmann方法模拟

梁宏, 柴振华, 施保昌
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  • 本文采用格子Boltzmann方法模拟了液滴在分叉微通道中的迁移过程,主要分析壁面润湿性、毛细数、出口流量比对液滴动力学行为的影响机制.结果表明:当毛细数足够大时,液滴在支通道的迁移行为与壁面润湿性密切相关,对疏水壁面,液滴在主通道发生破裂生成两个子液滴,子液滴完全悬浮在支通道中并流向出口.而对亲水壁面,液滴首先同样破裂成两个子液滴,不同于疏水情形,子液滴紧接着发生二次破裂,导致部分二次子液滴黏附在固体表面上,另一部分流向出口;当毛细数足够小时,液滴则滞留在分叉口处,不发生破裂.最后,还发现通过调节出口流量比可以使液滴发生非对称破裂或者不破裂完全从流速较大的支通道流出.
      通信作者: 施保昌, shibc@hust.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11602075,51576079,11272132)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-27
  • 修回日期:  2016-07-05
  • 刊出日期:  2016-10-05

分叉微通道内液滴动力学行为的格子Boltzmann方法模拟

  • 1. 杭州电子科技大学物理系, 杭州 310018;
  • 2. 华中科技大学数学与统计学院, 武汉 430074;
  • 3. 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室, 武汉 430074
  • 通信作者: 施保昌, shibc@hust.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11602075,51576079,11272132)资助的课题.

摘要: 本文采用格子Boltzmann方法模拟了液滴在分叉微通道中的迁移过程,主要分析壁面润湿性、毛细数、出口流量比对液滴动力学行为的影响机制.结果表明:当毛细数足够大时,液滴在支通道的迁移行为与壁面润湿性密切相关,对疏水壁面,液滴在主通道发生破裂生成两个子液滴,子液滴完全悬浮在支通道中并流向出口.而对亲水壁面,液滴首先同样破裂成两个子液滴,不同于疏水情形,子液滴紧接着发生二次破裂,导致部分二次子液滴黏附在固体表面上,另一部分流向出口;当毛细数足够小时,液滴则滞留在分叉口处,不发生破裂.最后,还发现通过调节出口流量比可以使液滴发生非对称破裂或者不破裂完全从流速较大的支通道流出.

English Abstract

参考文献 (25)

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