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Cantor集分形结构粗糙微通道内气体流动研究

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工程热物理学报 2013年第8期34卷 1519-1522页

作者：邓梓龙张程宾陈永平施明恒能源热转换及其过程测控教育部重点实验室东南大学能源与环境学院江苏南京210096

将Cantor集分形引入到微通道粗糙表面形貌的构建中,建立了粗糙微通道内气体流动的理论模型,采用格子Boltzmann方法模拟研究了表面粗糙对微尺度气体流动的影响,比较了粗糙和光滑微通道内气体流动特性。研究结果表明,气体的稀薄程度对微... 详细信息

将Cantor集分形引入到微通道粗糙表面形貌的构建中,建立了粗糙微通道内气体流动的理论模型,采用格子Boltzmann方法模拟研究了表面粗糙对微尺度气体流动的影响,比较了粗糙和光滑微通道内气体流动特性。研究结果表明,气体的稀薄程度对微通道内气体流动特性有重要影响。无论通道是否光滑,随着Knudsen数的增加,微通道内气体流动Poiseuille数都将随之减小,但粗糙微通道中气动Poiseuille数大于光滑微通道。另外,粗糙微通道内的气体流动Poiseuille数受统计粗糙高度变化的影响较大,受分形维数变化的影响则较弱。

关键词： Cantor集粗糙微通道格子Boltzmann

微通道内气体流动的格子Boltzmann方法研究

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工程热物理学报 2011年第9期32卷 1589-1591页

作者：邓梓龙陈永平张程宾施明恒东南大学能源与环境学院江苏南京210096

采用格子Boltzmann方法模拟了微通道在滑移区内不同Knudsen数下的微气体Poiseuille流,分析了微气体流动的速度分布以及流量与压降的关系,并给出了相对滑移长度和Poiseuille数随Knudsen数的变化特性。研究结果表明,微气体Poiseuille流的... 详细信息

采用格子Boltzmann方法模拟了微通道在滑移区内不同Knudsen数下的微气体Poiseuille流,分析了微气体流动的速度分布以及流量与压降的关系,并给出了相对滑移长度和Poiseuille数随Knudsen数的变化特性。研究结果表明,微气体Poiseuille流的速度轮廓呈抛物线分布,但是边界速度大于0,出现速度滑移现象;随着Knudsen数的增加,微气体Poiseuille流的相对滑移长度也相应增加,摩擦阻力系数相应减小,微通道壁面对气体流动的影响逐渐减弱。

关键词：格子Boltzmann方法微通道气体流动

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T型微通道中液滴半阻塞不对称分裂行为研究

物理学报 2021年第7期70卷 198-205页

作者：邓梓龙李鹏宇张璇刘向东东南大学能源与环境学院能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096 扬州大学电气与能源动力工程学院扬州225127

液滴不对称分裂是获得不同尺寸微液滴的优选方法,研究液滴不对称分裂行为对于生物医学、能源化工及食品工程等领域具有重要意义.本文研制T型微通道芯片并设计搭建T型微通道液滴半阻塞不对称分裂行为可视化实验平台,研究流量调控对微液... 详细信息

液滴不对称分裂是获得不同尺寸微液滴的优选方法,研究液滴不对称分裂行为对于生物医学、能源化工及食品工程等领域具有重要意义.本文研制T型微通道芯片并设计搭建T型微通道液滴半阻塞不对称分裂行为可视化实验平台,研究流量调控对微液滴分裂比的影响规律,并建立理论模型对分裂比进行预测,得到以下结论:液滴不对称挤压分裂过程分为挤压前期、挤压后期和快速夹断阶段,在挤压前期,液滴颈部宽度随时间呈线性变化,在挤压后期,颈部宽度随时间呈指数关系,而在快速夹断阶段,液滴颈部向心收缩的界面附加压力占主导,液滴颈部宽度剧烈收缩,呈断崖式减小;调控分支通道流量可对液滴不对称分裂比进行调控,且调控作用受毛细数影响较大;基于液液流动压降模型的液滴分裂比预测模型能够有效预测液滴分裂比.

关键词：微流控液滴不对称分裂

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液滴合并动力学行为研究

工程热物理学报 2015年第6期36卷 1321-1324页

作者：邓梓龙张程宾陈永平张林施明恒东南大学能源与环境学院能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096 中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

本文采用格子Boltzmann方法和高速显微摄像装置对液液系统中的液滴合并过程进行了数值模拟和可视化实验观测,研究了液滴形貌变化及其液滴合并动力学行为,并重点分析了液滴合并过程中液桥半径随时间的变化。研究结果表明:当两液滴接触开... 详细信息

本文采用格子Boltzmann方法和高速显微摄像装置对液液系统中的液滴合并过程进行了数值模拟和可视化实验观测,研究了液滴形貌变化及其液滴合并动力学行为,并重点分析了液滴合并过程中液桥半径随时间的变化。研究结果表明:当两液滴接触开始合并,液桥半径迅速增加至一极值,随后出现振荡波动直至稳定。在液滴合并初始阶段,存在由黏性主导向惯性主导转变的过渡区域。当液滴合并转为惯性主导阶段时,桥半径与时间的开方之间线性相关,实验与模拟得到的桥半径曲线前因数分别为0.92与1.023,两者基本一致,验证了本文所建立液滴合并数学模型正确可靠。

关键词：液滴合并流型液桥半径微流控

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超疏水空心方柱阵列表面抑霜特性实验研究

空气动力学学报 2024年

作者：朱逸峰林晨阳高尚文邓梓龙张程宾东南大学能源与环境学院

从被动除霜的角度出发，本文采用增材制造法制备小尺度空心方柱阵列，利用碱性辅助氧化法在表面进一步建立纳米草修饰以获得分级微纳结构，并通过氟化处理获得超疏水表面。为了评估分级结构的抑霜性能，本文搭建了可视化实验平台对结霜... 详细信息

从被动除霜的角度出发，本文采用增材制造法制备小尺度空心方柱阵列，利用碱性辅助氧化法在表面进一步建立纳米草修饰以获得分级微纳结构，并通过氟化处理获得超疏水表面。为了评估分级结构的抑霜性能，本文搭建了可视化实验平台对结霜、融霜过程进行监测，引入霜层覆盖率、初霜时间、满霜时间等核心评价指标，设置亲水平板表面、超疏水平板表面两个对照组，定量比较分析了三者在结霜和融霜过程中的表现。实验结果表明，相比亲水平板表面与超疏水平板表面，超疏水空心方柱阵列表面的多层分级结构所具有的独特的对冷凝液滴分布的调控机制，有效约束了冷凝液滴的分布位置及霜层的生长区域，大大提升了抑霜性能，并加快了融霜阶段的融化速率和排液速度。

关键词：抑霜霜层覆盖率超疏水分级结构空心方柱

基于MATLAB GUI的工程流体力学可视化教学与上机实验

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实验技术与管理 2020年第2期37卷 136-139,143页

作者：邓梓龙徐泽张程宾东南大学能源与环境学院江苏南京210096

为提高工程流体力学课程的教学效果,基于SIMPLE算法并使用MATLAB图形用户界面(graphical user interface,GUI),开发出一款工程流体力学可视化教学软件。该软件包含顶盖驱动流、泊肃叶流、科特流这3种计算案例。学生可自定义物性参数、... 详细信息

为提高工程流体力学课程的教学效果,基于SIMPLE算法并使用MATLAB图形用户界面(graphical user interface,GUI),开发出一款工程流体力学可视化教学软件。该软件包含顶盖驱动流、泊肃叶流、科特流这3种计算案例。学生可自定义物性参数、模型尺寸参数等进行虚拟实验,计算得到不同流动算例在不同工况下的速度分布云图。

关键词：工程流体力学可视化教学 SIMPLE算法 MATLAB

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组合表面强化冷凝传热研究综述

建筑热能通风空调 2022年第3期41卷 43-47,33页

作者：徐泽邓梓龙东南大学能源与环境学院

亲水-疏水组合表面由于兼顾亲水区膜状冷凝及疏水区滴状冷凝特点,能有效强化冷凝传热性能,成为近年来研究热点。本文分析了影响冷凝传热性能的主要因素以及组合表面在调控冷凝液滴运动及其传热性能方面的有益效果。

关键词：冷凝组合表面运动特性

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微尺度多相流动与传质可视化实验教学平台设计

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实验技术与管理 2021年第12期38卷 155-159页

作者：吴梁玉沈超群陈俊邓梓龙刘向东扬州大学电气与能源动力工程学院江苏扬州225127 东南大学能源与环境学院江苏南京210096

该文设计的微尺度多相流动与传质可视化实验教学平台,巧妙地结合了PIV技术和纹影技术,并将其应用于微尺度多相流动与传质实验教学,可以很好地实现对微尺度下流体界面附近的流体运动和浓度分布情况的直接观测,并以微尺度液滴蒸发过程和... 详细信息

该文设计的微尺度多相流动与传质可视化实验教学平台,巧妙地结合了PIV技术和纹影技术,并将其应用于微尺度多相流动与传质实验教学,可以很好地实现对微尺度下流体界面附近的流体运动和浓度分布情况的直接观测,并以微尺度液滴蒸发过程和微尺度液滴液-液萃取传质过程为例,对平台性能进行了实验验证。实验结果表明,微尺度多相流动与传质可视化实验教学平台操作简单,实验结果直观准确,既能用示踪粒子的运动来显示肉眼不可见的流体运动,也能通过直观的明暗条纹信息来展示流体内部浓度的分布情况,该教学平台完全能够满足微尺度多相流动与传质实验教学的需求。

关键词：微尺度多相流动传质可视化技术实验教学平台

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Electrohydrodynamic behaviors of droplet under a uniform direct current electric field

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Chinese Physics B 2020年第3期29卷 312-317页

作者： Zi-Long Deng Mei-Mei Sun Cheng Yu Key Laboratory of Energy Thermal Conversion and Control of Ministry of Education School of Energy and EnvironmentSoutheast UniversityNanjing 210096China Department of Mechanical Engineering University of Hawaii at ManoaHonolulu 96822USA

The electrohydrodynamic behaviors and evolution processes of silicone oil droplet in castor oil under uniform direct current(DC)electric field are visually observed based on a high-speed microscopic ***,the effects of different working conditions,such as electric field strength,droplet size,etc.,on droplet behaviors are roundly *** can be found that there are four droplet behavior modes,including Taylor deformation,typical oblique rotation,periodic oscillation,and fracture,which change with the increase of electric field *** is also demonstrated that the degree of flat ellipse deformation gets larger under a stronger electric ***,both of the stronger electric field and smaller droplet size lead to an increase in the rotation angle of the droplet.

关键词： DC electric field droplet deformation rotation