不同形状液滴撞击固壁的动力学特性研究

作     者：李阳 庄启亮 王伯福 

作者机构：上海市应用数学和力学研究所上海市能源工程力学重点实验室上海大学力学与工程科学学院 

出 版 物：《中国科学:物理学 力学 天文学》 (Scientia Sinica(Physica,Mechanica & Astronomica))

年 卷 期：2024年第54卷第10期

页      面：72-82页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(编号:12372219 12372220 12422208 12432011 12421002)资助项目 

主　　题：液滴 撞击 壁面 形状 动力学 

摘      要：液滴撞击壁面广泛存在于喷墨打印、喷涂、叶轮机械等工业应用中,相关研究具有重要的科学和应用价值.本文采用数值模拟方法研究了不同形状液滴撞击亲水/超疏水壁面的动力学特性.研究表明,液滴撞击亲水壁面时,不同的初始形状条件下液滴撞击后都经历了铺展过程,形状的不同致使在壁面上的液滴边缘处形成的颈部射流形状有所差异,铺展过程后半阶段与初始形状无关.液滴撞击超疏水壁面时,不同初始形状和不同韦伯数(We)情况下,液滴在冲击过程中都经历铺展-回缩-反弹的形态变化;液滴对壁面形成的冲击力演化均有两个明显的峰值,这两个峰值分别由液滴的惯性冲击和液滴回缩阶段中形成的沃辛顿射流产生;不同韦伯数(We)情况下,相同形状的液滴冲击力演化规律一致;相同韦伯数(We)情况下,液滴形状越扁平,惯性冲击力峰值也越大,且达到峰值的时间越短.