| 含气泡油滴撞击油膜壁面时气泡的变形与破裂 |
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| 引用本文： | 周剑宏, 童宝宏, 王伟, 苏家磊. 含气泡油滴撞击油膜壁面时气泡的变形与破裂[J]. 力学学报, 2018, 50(2): 427-437. DOI: 10.6052/0459-1879-17-405 |
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| 作者姓名： | 周剑宏 童宝宏 王伟 苏家磊 |
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| 作者单位： | 1.安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山 243032;2.合肥工业大学摩擦学研究所,合肥 230009 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(51475135), 清华大学摩擦学国家重点实验室开放基金 (SKLTKF17B01)和安徽工业大学研究生创新基金(2015040)资助项目. |
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| 摘 要： | 油--气润滑过程中润滑油液滴受高速气流扰动易形成含气泡油滴,微气泡将对油滴撞击壁面时的运动过程以及壁面油膜 层的形成质量产生重要影响. 基于耦合的水平集--体积分数 方法,对含气泡油滴撞击油膜壁面行为进行数值模拟研究, 考察含气泡油滴撞击油膜壁面时气泡的变形运动过程,探讨气泡破裂的动力学机制,分析气泡大小、碰撞速度和液体黏度等因素对含气 泡油滴撞壁过程中气泡变形特征参数的影响规律. 研究表明:含气泡油滴撞击油膜壁面后气泡会发生变形,并破裂形成膜液滴;气泡随同 液滴运动过程中,气泡内外压力和速度梯度变化是使气泡发生破裂的主要诱因. 气泡大小对气泡破裂方式影响较大,气泡较小时发生单 点破裂,而气泡较大时更容易发生多处破裂. 不同大小气泡受力差异较大,气泡大小与破裂发生时刻没有明显相关性. 碰撞速度和液体 黏度对气泡的变形、破裂和破裂发生时刻都具有一定的影响. 碰撞速度越大,油滴动能越大,更容易产生气泡变形和破裂现象. 液体黏 度增大,在油滴撞壁运动前期促进气泡变形,而在运动后期可以阻延气泡破裂行为发生.
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| 关 键 词： | 油滴 气泡 油膜壁面 气泡破裂 数值模拟 |
| 收稿时间： | 2017-12-06 |
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