Marangoni效应对等曲率弯曲界面凝固过程的影响

用渐近方法和相场数值模拟分别研究了球状晶体和柱状晶体凝固过程中,固液界面表面张力随温度的变化对界面运动的影响．结果表明Marangoni效应将增大临界晶核半径,减缓界面运动速度．在静止熔体中,枝晶尖端生长速度随Marangoni数线性下降．渐近展开和相场模拟得到的结果定性是一致的．     

Influences of Marangoni effect on solidification of curved interfaces with constant curvature

The asymptotic method and phase field simulation are applied to study the influences of variation of the surface tension with temperature on the movements of solid-liquid interfaces in the solidification process of spherical and cylindrical nuclei, respectively. Results indicate that Marangoni effect will increase the critical nucleation radius, slow up the movement of interface. The tip speed of dendrite decreases linearly with Marangoni number for melt without convection. The results of phase field simulation are qualitatively in accord with that of asymptotic method.     

有结构壁面上液滴运动特征的耗散粒子动力学模拟

本文采用耗散粒子动力学方法, 研究了恒定外力驱动下液滴在有结构壁面上的运动过程. 通过研究液滴在通过壁面结构时前缘接触点和前进角的变化, 分析了液滴的运动特征. 研究结果表明, 在不同润湿性或不同外力驱动下, 存在使液滴运动最快的“最优”壁面结构, 并对其机理进行了讨论. 本文还探讨了壁面润湿性、热涨落以及外力对液滴运动状态的影响. 关键词： 微流体 有结构壁面 润湿性 耗散粒子动力学(DPD)     

FLOQUET STABILITY ANALYSIS OF TWO-LAYER FLOWS IN VERTICAL PIPE WITH PERIODIC FLUCTUATION

Based on linear stability theory, parametric resonance phenomenon of a liquid-gas cylindrical flow in a vertical pipe with periodic fluctuation was discussed with the help of Floquet theory and Chebyshev spectral collocation method. The effects of different physical parameters were investigated on the properties of parametric resonance and the stability characteristics of flow field.     

润湿性梯度驱动液滴运动的格子Boltzmann模拟

运用考虑了固体与液体间分子作用力的格子Boltzmann方法,数值研究了由于固液界面上表面张力梯度引起的Marangoni效应驱动的液滴运动.当表面张力梯度较小时,计算结果和前人的理论预测符合较好.而表面张力梯度较大时,由于液滴不变形和准平衡态等假设不再满足,理论预测的液滴运动速度高于数值模拟的结果.计算结果显示,在向亲水端运动过程中液滴内部出现旋涡结构,当润湿性梯度较大时,其前进速度和接触角随时间变化出现振荡. 关键词： 润湿性 格子Boltzmann方法 Marangoni效应 液滴     

THE PERTURBATION SOLUTION OF THE LARGE ELASTIC CURVE OF BUCKLED BARS AND THE SINGULAR PERTURBATION METHOD FOR ITS IMPERFECT BIFURCATION PROBLEM

This paper presents the large deflection elastic curve of buckled bars throughperturbation method,and the bifurcation diagrams including the influence of theimperfection at the base by using singular perturbation method of imperfect bifurcationtheory.The physical meaning of the bifurcation diagrams is discussed.     

气流雾化问题中的流动稳定性研究

运用流动稳定性理论研究气流雾化的机理问题并与有关实验进行比较,证明了界面波失稳引起的不稳定波增长是喷射雾化中液滴形成的主要原因.另外本文还研究了液滴粒径随各参数的变化规律,理论和实验的结果在一定程度上是符合的,因而它将对喷射成形工艺的研究起到一定的指导作用.     

喷射雾化最小等效直径的能量判断准则

通过能量分析的方法考虑喷射雾化问题,认为破碎的液滴存在着表面张力势能,这种势能是由于气流对液体的冲击作用提供的,并由此得到了破碎液滴的最小等效直径的能量判断准则.该判断准则在趋势上与经验公式的符合程度是令人满意的.     

周期压力驱动下管壁局部不规则的圆管Poiseuille流感受性问题

采用渐近分析方法,建立了在周期压力驱动下,完全发展的圆管Poiseuille流当管壁存在局部不规则几何形状时的感受性问题模型．通过特征函数的双正交系统,应用Chebyshev配点法进行数值求解．通过算例计算,获得周期压力和矩形突起激发起的流体系统中的各种空间发展模态以及相应的感受性系数．从计算和分析可以知道,在流场的不同发展阶段不同的模态起着主导作用,这与在试验中观察到的扰动流场在不同位置的特性是一致的．     

一种改进的Level-Set函数重新初始化方法

改进了level-set界面捕捉方法中的level-set函数重新初始化方法,通过锁定界面位置来实现level-set函数重新初始化过程,较好地保持了在重新初始化过程中的界面位置的准确性,保障了流体体积的相对稳定．对剪切运动使流体界面变形的算例表明方法对level-set函数重新初始化过程中的体积保持比较有效,而重新初始化过程总的机器用时并没有显著增加．