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非牛顿流体动态润湿

发布日期:2017-03-20

      液体滴在固体表面上时,有的铺展成液膜覆 盖 固体表面,有的仍保持液滴形 状 附着在 固体上,这类流体湿润固体表面的过程称为动态湿润过程,对流体在固体表面上流 动特性的研究构成 湿润动力学 。流体动态湿润的重要研究手段之一数值模拟,不仅可以模拟流体的宏观流动状态,同时可以获 取流动过程的微观信 息,其中以格子Boltmzann方法( 下文 简称 L B M ) 为代表的介观模拟方法以由大量分子组成的颗粒微团为模拟单元,利用非平衡态统计物 理 的方法来研究流体性 质,用概率 函数描述粒子运动,这种方法较分子动力学模拟等微观方法大大减小了计算量,提高了效率,同时 以介观颗粒微 团为研究对象,更易于模拟接近宏观实际的尺度 。目前 国际上尚没有公开发表的非牛顿流体两相流动格 子Boltzman模拟研究成果 。 本文将牛顿流体的两相流动格子Boltmzann模型与非牛顿流体单相流动Boltzman模型相结合 , 建立了幂指 流体两相流动格子Boltmzann 模 型 , 模拟 了牛顿流体和幂指流体液滴铺展过程 , 并将液滴半径随时间 的变化规律模拟结果与液滴铺展理论模型进行了比较,对两类流体的铺展指数与流变指数变化关系进行 了分析讨论 。   

(1)完全浸润液滴铺展过程

     (2)不同粘度的牛顿流体液滴流体铺展R-T关系图