液滴撞击不同曲率过冷波纹面结冰动力学行为及机理研究

作     者：周晓庆 李春煜 杨光 蔡爱峰 吴静怡 ZHOU Xiaoqing;LI Chunyu;YANG Guang;CAI Aifeng;WU Jingyi

作者机构：上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2023年第74卷第S1期

页      面：141-153页

核心收录：

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(51936006) 上海交通大学“新进青年教师启动计划”项目(22X010500267)。 

主　　题：液滴撞击 变Weber数 结冰相界面 基底曲率 

摘      要：耦合CLSVOF和焓-多孔介质方法参数化分析了可变Weber数和壁面过冷度对单液滴撞击不同曲率过冷光滑曲面波纹基底的结冰行为。聚焦于液滴粒径固定时,不同曲率单列波纹板和复列波纹板引起的液滴收缩、振荡和破碎的动力学行为差异的作用机理,探究表面过冷度和液滴初速度对结冰相界面推移速率的影响规律。模拟结果表明,液滴撞击结冰动力学是流场紊乱特性和换热边界时变特征耦合作用的结果。高Weber数撞击导致液滴铺展前缘的Rayleigh-Taylor不稳定波加速液滴结冰,后期液滴破碎引起的界面能转化使结冰速率降低。过冷度的增加可阻碍液膜断裂和减少液滴的周向毛细爬升面积。研究结果对微观液滴毛细结冰动力学和防结冰工程化应用提供理论参考。