邓梓龙
,
张程宾
,
陈永平
,
张林
,
施明恒
工程热物理学报
本文采用格子Boltzmann方法和高速显微摄像装置对液液系统中的液滴合并过程进行了数值模拟和可视化实验观测,研究了液滴形貌变化及其液滴合并动力学行为,并重点分析了液滴合并过程中液桥半径随时间的变化.研究结果表明:当两液滴接触开始合并,液桥半径迅速增加至一极值,随后出现振荡波动直至稳定.在液滴合并初始阶段,存在由黏性主导向惯性主导转变的过渡区域.当液滴合并转为惯性主导阶段时,桥半径与时间的开方之间线性相关,实验与模拟得到的桥半径曲线前因数分别为0.92与1.023,两者基本一致,验证了本文所建立液滴合并数学模型正确可靠.
关键词:
液滴合并
,
流型
,
液桥半径
,
微流控
邓梓龙
,
张程宾
,
陈永平
,
施明恒
工程热物理学报
将Cantor集分形引入到微通道粗糙表面形貌的构建中,建立了粗糙微通道内气体流动的理论模型,采用格子Boltzmann方法模拟研究了表面粗糙对微尺度气体流动的影响,比较了粗糙和光滑微通道内气体流动特性.研究结果表明,气体的稀薄程度对微通道内气体流动特性有重要影响.无论通道是否光滑,随着Knudsen数的增加,微通道内气体流动Poiseuille数都将随之减小,但粗糙微通道中气动Poiseuille数大于光滑微通道.另外,粗糙微通道内的气体流动Poiseuille数受统计粗糙高度变化的影响较大,受分形维数变化的影响则较弱.
关键词:
Cantor集
,
粗糙
,
微通道
,
格子Boltzmann
邓梓龙
,
陈永平
,
张程宾
,
施明恒
工程热物理学报
采用格子Boltzmann方法模拟了微通道在滑移区内不同Knudsen数下的微气体Poiseuille流，分析了微气体流动的速度分布以及流量与压降的关系，并给出了相对滑移长度和Poiseuille数随Knudsen数的变化特性。研究结果表明，微气体Poiseuille流的速度轮廓呈抛物线分布，但是边界速度大于0，出现速度滑移现象；随着Knudsen数的增加，微气体Poiseuille流的相对滑移长度也相应增加，摩擦阻力系数相应减小，微通道壁面对气体流动的影响逐渐减弱。
关键词:
格子Boltzmann方法
,
微通道
,
气体流动
