1、單液滴撞擊固壁的現(xiàn)象廣泛存在于自然界和人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)中,鑒于其重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值以及內(nèi)部復(fù)雜的作用機(jī)理,一直以來(lái),單液滴撞擊固壁現(xiàn)象都是流體動(dòng)力學(xué)和物理學(xué)界的研究熱點(diǎn)。
　　本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對(duì)單液滴撞擊固壁運(yùn)動(dòng)過(guò)程和流場(chǎng)特性開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究。建立了可視化實(shí)驗(yàn)平臺(tái),利用Photron FASTCAM SA1.1高速相機(jī)記錄單液滴撞擊固壁的全過(guò)程,對(duì)比分析了液滴的物性參數(shù)、黏度系數(shù)、撞擊速度和壁面參數(shù)對(duì)撞擊過(guò)程中

2、液滴的鋪展和振蕩的影響,發(fā)現(xiàn)液滴物性參數(shù)、黏度系數(shù)和壁面參數(shù)對(duì)液滴鋪展和振蕩影響較大;剪切變稀型非牛頓流體卡波姆凝膠液滴撞擊固壁與普通牛頓流體液滴撞擊固壁有不同的變化規(guī)律。數(shù)值模擬計(jì)算采用開(kāi)源CFD軟件OpenFOAM,結(jié)合大渦模擬(LES)模型,采用流體體積(VOF)方法捕捉自由界面,提出并驗(yàn)證了一種新的分段式動(dòng)態(tài)接觸角(SDCA)模型,模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)吻合良好。分析了液滴撞擊固壁的過(guò)程及其流場(chǎng)特性,包括速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)的變化規(guī)律,揭示了

3、撞擊過(guò)程中液滴內(nèi)外流場(chǎng)中渦旋的產(chǎn)生-發(fā)展-湮滅過(guò)程,發(fā)現(xiàn)鋪展速度的局部最大值出現(xiàn)在氣液界面處;液滴內(nèi)局部快速流動(dòng)會(huì)導(dǎo)致負(fù)壓的出現(xiàn);水滴撞擊玻璃固壁時(shí)會(huì)在水滴中心產(chǎn)生氣泡,并且氣泡會(huì)上浮從水面消散,在撞擊過(guò)程中,氣泡的產(chǎn)生和消散可能不止一次。
　　此外,本文對(duì)多液滴形成的細(xì)水霧進(jìn)行了消減熱輻射的工程應(yīng)用理論研究和數(shù)值驗(yàn)證。基于米氏散射理論,結(jié)合工程應(yīng)用的實(shí)際噴嘴參數(shù),建立了多液滴消減熱輻射的理論模型,并對(duì)該模型進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證。結(jié)果表