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| 体相微马达双气泡聚并驱动的界面演化机制 | |
| 作者姓名： | 王丽娜 陈力 盛敏佳 王雷磊 崔海航 郑旭 黄明华 |
| 作者单位： | 1. 西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院;2. 中国科学院力学研究所,非线性力学国家重点实验室 |
| 基金项目： | 陕西省自然科学基础研究计划(批准号:2020JM-479)；;中国博士后科学基金(批准号:2022M720148)；;国家自然科学基金(批准号:52208126)资助的课题~~； |
| 摘 要： | 微纳米马达是建立微流体环境与宏观操控的桥梁,气泡微马达的驱动速度高,这一优势在实际应用中不可替代.管式气泡马达适用于复杂场景但能量转化率低,气泡驱动的Janus微球马达效率高但仅适用于气液界面附近.鉴于此,本文提出通过双气泡聚并方式驱动Janus微球马达的新体系,调和了高能量转化率与界面受限的矛盾.在实验中,借助高速摄像记录了双气泡聚并驱动微马达的～100μs级过程,气泡聚并紧邻微球发生,通过释放的能量驱动微球显著运动,其融合过程是独特的可动曲壁受限下的气液界面演化问题.进一步结合伪势格子Boltzmann数值方法探究了气泡聚并驱动的流体动力学机制.研究结果揭示了不同时段气泡聚并的细节,给出了气泡颗粒尺寸比等因素对微球位移、初始动能转换率的影响,确认了双气泡聚并释放表面能的高效驱动机制. |
| 关 键 词： | 双气泡聚并 微马达 界面能 伪势格子Boltzmann方法 |