水滴撞击倾斜非牛顿除冰液液膜动力学行为特性数值研究

作     者：崔静 岳茂昌 牛书鑫 杨广峰 

作者机构：中国民航大学航空工程学院 

出 版 物：《应用数学和力学》 (Applied Mathematics and Mechanics)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 080103[工学-流体力学] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(面上项目)(52076212) 天津市研究生科研创新项目（2022SKYZ359） 

主　　题：除冰液 剪切稀化 组分输运 坡度 

摘      要：为了探究降雨天气下水滴撞击除冰液液膜后引发的非牛顿动力学行为，耦合相界面控制方程及组分输运方程，构建了多相、多组分、多体系耦合作用的液滴撞击非牛顿液膜的动力学行为模型。开展水滴撞击除冰液液膜非稳态演化行为特性数值研究，以实验结果验证并修正模型。此外，进一步分析了除冰液的剪切稀化特性和斜面坡度对撞击过程的影响机制。研究结果表明：液滴撞击倾斜液膜后会产生非对称的液冠，而除冰液非牛顿特性引发的黏度差异进一步导致撞击后的非对称运动；在液冠的形成过程中除冰液被带离液膜，与水分的稀释效应共同降低了液膜的黏度；坡度的增加限制了水滴在液膜上游的作用范围，促进了下游液冠的生长进而加快了除冰液的脱离，因此液膜在下游的黏度显著降低。