非对称通道内亲疏水结构影响下的纳米气泡滑移效应

作     者：戴双武 卢艳 高友明 李扬帆 DAI Shuang-wu;LU Yan;GAO You-ming;LI Yang-fan

作者机构：武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2022年第51卷第2期

页      面：202-210页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51875417 51975425) 

主　　题：微通道 温度阶跃 速度滑移 纳米气泡 滑移减阻 润湿性 

摘      要：目的研究非对称性通道中亲疏水表面结构影响下纳米气泡特征与边界滑移之间的关系,以实现良好的流体减阻效果。方法采用二元体系分子动力学方法,研究纳米气泡在通道流动中产生的滑移减阻效应。首先建立上下壁面非对称微通道模型,通过考虑微通道流动传热过程,探究纳米气泡影响下的微通道界面速度滑移现象。结果保持亲水下壁面高度以及上下壁面温差不变的情况下,增加上壁面纳米结构高度,对通道中纳米气泡体积产生促进作用。另外,当上壁面为疏水壁面时,气泡呈现为壁面形式,并且随着体积增大,相对应通道中上壁面滑移长度增大;当上壁面为亲水壁面时,纳米气泡呈现为体相形式,并且随着体积增大,对应上壁面滑移长度减小。结论非对称性通道内,在上壁面结构高度影响下,壁面形式的气泡体积增大对通道内减阻具有促进作用,而体相形式的气泡体积增大对通道内减阻具有抑制作用。