剪切变稀流体液滴铺展行为的数值模拟研究  

Numerical Simulation Research on Spreading Behavior of Shear-Thinning Fluid Droplet

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作  者:陈嘉祺 刘海龙[1] CHEN Jiaqi;LIU Hailong(School of Energy and Power Engineering,Jiangsu University,Zhenjiang 212013,Jiangsu,China)

机构地区:[1]江苏大学能源与动力工程学院,江苏镇江212013

出  处:《制冷技术》2025年第1期21-26,48,共7页Chinese Journal of Refrigeration Technology

基  金:国家自然科学基金(No.51876086)。

摘  要:基于有限元相场方法与耦合幂律模型,对剪切变稀流体液滴撞击固体表面的铺展过程开展了数值模拟研究。基于数值模型,对不同物性参数的剪切变稀流体液滴以不同初速度撞击亲、疏水表面的铺展过程进行计算。结果表明:随着剪切变稀特性、表面润湿性和初速度的变化,液滴的最大铺展因子从最低1.1可以达到最大4.8。对流场进一步分析发现:液滴在不同润湿性的壁面上表现出不同的流动状态。对数值模拟结果的进一步分析揭示了在相同韦伯数(We)下,液滴最大铺展因子βmax与非牛顿雷诺数(Re_(n))呈对数关系,且斜率随着We的增加而增加。A numerical simulation on the spreading process of shear-thinning fluid droplets impacting a solid surface is conducted using the finite element phase-field method with a power-law model.Based on the numerical model,the spreading process of shear-thinning fluid droplets with different physical parameters is calculated for impacts on hydrophilic,neutral,and hydrophobic surfaces,respectively.The results indicate that with different initial droplet velocities,shear-thinning extents,and surface wettability lead to a different maximum spreading factor of from 1.1 to 4.8.Further analysis of the flow field reveals that the droplets exhibit different flow states on surfaces with different wettability.Further analysis of the numerical results indicates that under an identical Weber number(We),the maximum spreading factorβmax of the droplets follows a logarithm relationship with non-Newtonian Reynolds number(Re_(n))of which the slope increases with an enhancing We.

关 键 词:非牛顿流体 液滴铺展 表面润湿性 

分 类 号:TB611[一般工业技术—制冷工程] TP391.9[自动化与计算机技术—计算机应用技术]

 

参考文献:

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耦合文献:

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引证文献:

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同被引文献:

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