液滴撞击超疏水表面的能量耗散机制

作     者：刘森云 沈一洲 朱春玲 陶杰 谢磊 LIU Senyun;SHEN Yizhou;ZHU Chunling;TAO Jie;XIE Lei

作者机构：南京航空航天大学航空宇航学院南京210016 南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016 中航工业飞机股份有限公司研发中心环控救生所汉中723213 

基　　金：国家"973"计划(2015CB755800) 国家自然科学基金(11372335) 博士后创新人才支持计划(BX201600073) 江苏高校优势学科建设工程 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2017年第38卷第2期

页      码：91-99页

摘      要：针对飞机表面易结冰部位设计超疏水表面,可以大幅度减轻对高能耗防/除冰技术的依赖程度,进而提高飞机的燃油经济性。主要通过实验研究与数值模拟的手段,分析讨论了液滴撞击分级粗糙结构超疏水表面过程中的能量耗散机制。以Ti6Al4V为基体经过喷砂处理形成微米级粗糙结构,然后在1mol/L的低浓度NaOH溶液中水热生长一层一维纳米线,构建出微/纳米复合粗糙结构并氟化修饰获得超疏水表面。通过场发射扫描电镜(FE-SEM)观察了微观形貌的变化规律,利用动态视频接触角测量仪表征试样表面液滴表观接触角与接触角滞后。基于气液两相流动界面追踪的复合Level set-VOF方法,实现了液滴撞击超疏水表面过程的数值模拟。采用高速摄像技术记录了撞击液滴在超疏水表面的运动过程,实验验证了模拟方法与铺展计算模型的正确性,并详细讨论了液滴运动过程中的能量耗散问题,分析表明液滴撞击过程中的能量耗散主要取决于超疏水表面的动态润湿特性和润湿界面模型。

主 题 词：超疏水表面 撞击液滴 数值模拟 能量耗散 润湿界面模型 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.7527/S1000-6893.2016.0278

馆 藏 号：203215498...