幂律流体Wilhelmy吊片法动态湿润的理论与实验研究

幂律流体的黏度由于会随着剪切应变的变化而变化,其动态湿润机理比牛顿流体更加复杂。本文通过简化的二维吊片法模型,采用楔形区假设和黏性耗散理论建立了适用于幂律流体中剪切稀化流体吊片法湿润的表面张力驱动力和黏性滞动力动态平衡条件下的理论公式,并进行实验.通过对比,发现二维吊片法的理论公式与实验数据符合良好,并计算出楔形区截断长度的大致量级;分析了圆形三相接触线下该公式适用性较差的原因,定性解释了三相接触线形状对幂律型非牛顿流体湿润的影响.     

聚乙二醇的纳米二氧化硅分散系动态湿润特性

流体动态湿润在工业生产和高新技术的开发中有广泛应用,非牛顿流体动态湿润研究正处于起步阶段,并有着相对于牛顿流体更为实际的应用前景和价值。本文研究了一类具有复杂流变性的聚乙二醇的二氧化硅纳米颗粒分散体系的动态湿润特性。通过液滴铺展法得到了液滴半径随铺展时间的变化关系,以及动态接触角随接触线移动速度的变化关系的实验数据。实验结果表明,该类流体在云母表面上完全铺展,R～t关系符合Tanner定律,结合Starov的理论,分析R～t数据认为该类流体的中剪切速率阶段,即包含剪切增稠段的流变性对动态湿润有重要的影响。现有的动态接触角理论没有针对该类复杂流变流体的专用模型,研究发现分子运动理论模型不考虑黏性耗散,不仅适用于牛顿流体,对本文的θ_D～U数据同样能很好地描述,拟合参数符合物理意义。     

HCs/HCs和HCs/CO2二元体系表面张力的预测

表面张力是非常重要的物性之一,本文将比容平移后的PR状态方程和密度梯度理论结合,建立了不依赖于混合物表面张力和气液相平衡实验数据的二元混合物表面张力的纯预测模型。对碳氢/碳氢和碳氢/二氧化碳二元体系的表面张力进行了预测,结果表明,本文模型对两组元碳原子数相差不大或者两组元分子结构满足链状和环状或环状和环状组合的碳氢/碳氢二元体系有较高的预测精度,同时模型对碳氢/二氧化碳二元体系表面张力也有较好的预测能力。     

含醇二元体系表面张力预测模型

表面张力是重要的物性参数之一,与人们的生产生活密切相关.醇类及其混合物具有重要的工业应用价值.含醇混合物作为特殊的缔合体系,由于氢键的存在,性质复杂.本文应用密度梯度理论结合比容平移后的Peng-Robinson状态方程,回归了醇、水纯净物的作用因子关联式系数,建立了混合物的表面张力预测模型,计算了含醇二元缔合体系的表面张力,该模型不含有任何需要混合物表面张力实验数据回归确定的经验可调参数,对绝大多数含醇混合物具有很好的通用性和计算精度.     

一般流体及含超临界组元混合物表面张力密度梯度理论模型

表面张力是非常重要的物性参数之一,特别对于沸腾和凝结换热的计算是必不可少的.但目前的研究成果主要集中于纯物质,对有重要工程应用前景的混合工质研究还很少.本文应用密度梯度理论,结合比容平移后的Peng-Robinson方程建立了混合物的表面张力模型,该模型不含有任何需要表面张力实验数据回归确定的经验可调系数.计算结果表明,本文建立的模型具有很好的通用性和计算精度,能在广泛的温度范围内较好地再现一般流体混合物和含超临界组元混合物的表面张力数据.     

吊片法动态湿润实验系统

流体动态湿润是非常普遍的自然现象并在各工程领域有重要应用.湿润动力学研究仍面临诸多困难和挑战:该领域的核心问题,即接触线的真实移动机制目前仍未被很好地解决;已有实验结果以牛顿流体为主,对于更常见、更复杂的非牛顿流体的研究近几年刚刚开始,研究成果非常有限.高精度实验测量是湿润动力学研究的基础.本文组建了一套基于Wilhelmy吊片法的动态湿润实验系统,以动态接触角与接触线移动速度测量为核心,兼备流体表面张力和流变性等动态湿润重要影响因素的测量功能,辅以样品密封配置、超声波清洗和精密控温等装置.通过对实际测量校验,证明了系统的可靠性和高精度.     

基于立体视觉与光流融合的运动目标检测

针对摄像机与被检测目标同时运动时的目标检测问题,提出一种立体视觉与光流融合的运动目标检测算法。结合立体视觉技术设计了光流与自运动估计模型,运用车辆的运动信息和场景的深度信息估计因摄像机运动产生的自运动光流;采用多分辨率细化的Horn算法估计场景的混合光流;对混合光流和自运动光流进行差分运算,剔除背景中静态目标的运动干扰。经过一系列形态学滤波处理获得运动目标完整区域,依据光流的连通性对运动目标标号,并确定位置信息。以典型的交通场景为对象进行分析,实验结果表明该算法能有效地检测出动态背景下的运动目标。