张伟
,
徐进良
工程热物理学报
本文在空气自然冷却条件下,对MEMS硅基并联微通道中蒸汽凝结换热的流型和多通道效应进行了可视化研究,发现在低入口饱和蒸汽压下,通道入口为准静止状态的汽弹、汽弹前端周期性脱离汽泡、通道下游为泡状流;在高入口饱和蒸汽压下,通道内为环状流.汽泡脱离存在单汽丝断裂、双汽丝同步断裂以及双汽丝非同步断裂三种不同模式.汽液界面上表面张力不均匀引起Marangoni对流,使得两侧通道中的汽泡一旦形成,便被推向通道的高温侧.
关键词:
MEMS
,
凝结
,
流型
,
多通道效应
,
Marangoni对流
董文超
,
陆善平
,
李殿中
,
李依依
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.02.023
针对SUS304不锈钢的定点钨极惰性气体保护焊过程,建立三维瞬态定点热源作用下的焊接熔池数学模型,系统研究了不同氧含量下的熔池温度场、速度场以及熔池形貌演变过程.结果表明:随着熔池中活性组元氧的增加,熔池内的对流模式经历了以外对流为主、内外对流共存到以内对流为主的演变过程,熔池形貌由浅且宽形、"勺"形变成深且窄形.熔池中微量氧直接影响熔池表面张力温度梯度系数,改变熔池表面Marangoni对流模式和熔池最终形貌.当氧含量低于80×10-6时,熔池表面以外向Marangoni对流为主,熔池形貌宽且浅;当氧含量超过120×10-6时,熔池表面以内向Marangoni对流为主,熔池形貌窄且深;当氧含量处于(80-120)×10-6之间时,熔池形貌为"勺"形,并且随时间的增加,熔池内外对流区域逐渐变小,内对流区域逐渐变大.定点联合保护焊实验结果表明,熔池形貌变化规律的模拟结果与实验结果吻合.
关键词:
微量活性组元
,
氧
,
Marangoni对流
,
熔池形貌
,
数值模拟
赵辉
,
许京荆
,
刘柯钊
,
张永彬
,
马玉屏
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.14.034
针对工件铀的表面激光氮化工艺,考虑铀的固-液相变过程中各物理参数随温度的变化,结合计算流体软件FLUENT中流体体积函数(VOF)模型计算气-液相界面处的降膜解吸传质过程.进行了铀的瞬态激光氮化传热传质耦合数值仿真,仿真分析研究了不同工艺参数下瞬态温度场和流场的分布,同时获得渗氮量在铀表面和深度上的分布.分析结果表明,因激光局部加热引起的表面张力梯度导致的Marangoni对流对铀表面氮化过程中的传热和传质有很大的影响.其中渗氮量在不同工艺参数下的数值结果与试验结果相吻合,验证了数值模型的可行性,为激光氮化的理论分析和工艺指导提供了理论和方法.
关键词:
Marangoni对流
,
激光氮化
,
数值模拟
,
降膜解吸
,
VOF
胡银春
,
张雪荣
,
黄棣
,
魏延
,
苏晓妹
,
周琼
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.07.001
液滴蒸发过程伴随着热量和物质的传输,是现代技术领域普遍存在而又未充分认识的一个复杂过程.综述了蒸发液滴中的流动与传质规律及其应用研究进展,主要包括典型的蒸发液滴过程及其中流动方式、聚合物溶液液滴蒸发成膜花样、复合材料溶液液滴蒸发成膜花样等液滴蒸发理论的实验研究.同时简要分析了蒸发液滴理论在喷墨打印、纳米材料制备等领域的应用研究.最后对聚合物溶液液滴蒸发理论的现状及未来应用需求进行了总结与展望.
关键词:
液滴
,
聚合物
,
颗粒
,
毛细管流动
,
Marangoni对流
,
沉积膜
尹志岗
,
张兴旺
,
吴金良
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2017.04.01
空间微重力环境提供了一个独特平台,以改进地面材料性能、深入理解被地面重力掩盖的晶体生长现象.半导体空间材料科学的主要进展有:①基于对组分均匀的完美半导体的追求,人们对于晶体生长机理,特别是对流、溶质传输及组分分凝的相互作用,有了更加深入的理解;②基于空间实验结果,人们澄清了非接触 Bridgman生长的内在机理,并将之用于指导空间及地面实验;③提出了新的微重力晶体生长技术并成功用于组分均匀半导体合金材料的制备.回顾了以上方面的研究进展,并对半导体空间材料科学的未来挑战进行了展望.
关键词:
微重力
,
浮力对流
,
Marangoni对流
,
Bridgman生长
,
非接触生长
叶晓虎
,
陈熙
工程热物理学报
本文对激光穿透焊进行了三维数值模拟,除考虑焊接速度影响外,还研究了Marangoni对流对熔池流动与传热的影响.将三维数值模拟结果与相应的二维模拟结果进行了比较,结果表明,Marangoni对流对熔池的形成有很大的影响,因此不可忽略.本文还给出了估计激光穿透焊中蒸气孔尺寸与焊接热效率的方法.
关键词:
激光穿透焊
,
三维数值模拟
,
Marangoni对流
陆善平董文超李殿中李依依
金属学报
doi:DOI: 10.3724/SP.J.1037.2010.00437
针对不锈钢材料钨极惰性气体保护(TIG)焊熔深浅、焊接效率低的缺点开发了大深宽比高效率TIG焊接新工艺, 包括活性剂焊接工艺、混合气体联合保护焊工艺和双层气流保护焊工艺. 与涂覆活性剂法相比, 混合气体法不仅可获得深熔深, 而且操作方便, 易于实现工业化; 双层气流法可有效避免混合气体法中电极氧化烧损现象. 实验和模拟结果表明: 熔池中活性元素O含量变化导致的Marangoni对流方向的变化是TIG焊熔深增加的主要因素, 焊接过程中调整液态熔池中活性组元含量可获得大深宽比焊缝. 高效率TIG焊接工艺对焊接规范 (焊接速度、焊接电流和电极间距)不敏感, 有利于在工业生产中推广应用.
关键词:
不锈钢
,
high efficiency welding process
,
active element
,
oxygen
,
Marangoni convection
,
weld pool shape
董文超
,
陆善平
,
李殿中
,
李依依
金属学报
针对SUS304不锈钢的定点钨极惰性气体保护焊过程，建立三维瞬态定点热源作用下的焊接熔池数学模型，系统研究了不同氧含量下的熔池温度场、速度场以及熔池形貌演变过程。结果表明：随着熔池中活性组元氧的增加，熔池内的对流模式经历了以外对流为主、内外对流共存到以内对流为主的演变过程，熔池形貌由浅且宽形、“勺”形变成深且窄形。熔池中微量活性组元氧直接影响熔池表面张力温度梯度系数，改变熔池表面Marangoni对流模式和熔池最终形貌。当氧含量低于80ppm时，熔池表面以外向Marangoni对流为主，熔池形貌宽且浅；当氧含量超过120ppm时，熔池表面以内向Marangoni对流为主，熔池形貌窄且深；当氧含量处于80ppm～120ppm之间时，熔池形貌为“勺”形，并且随时间的增加，熔池内外对流区域逐渐变小，内对流区域逐渐变大。定点联合保护焊实验结果表明，熔池形貌变化规律的模拟结果与实验结果相吻合。
关键词:
微量活性组元
,
Oxygen
,
Marangoni convection
,
Weld shape
