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表面張力對疏水微結構表面減阻的影響

來源:物理學報 瀏覽 507 次 發布時(shi)間(jian):2022-11-08

通(tong)過構(gou)(gou)造具有棋(qi)盤(pan)狀微結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)疏水表面,考慮表面張(zhang)(zhang)力的(de)(de)影(ying)響(xiang),利用定(ding)常與非定(ding)常結(jie)合的(de)(de)數值模擬方法,研究了疏水表面在湍流(liu)狀態下(xia)的(de)(de)減(jian)(jian)(jian)(jian)阻(zu)(zu)(zu)特性(xing)以及微結(jie)構(gou)(gou)內(nei)(nei)氣(qi)體封存(cun)的(de)(de)效(xiao)果(guo),其中Re=3000—30000.在低(di)雷(lei)諾(nuo)數下(xia),疏水表面微結(jie)構(gou)(gou)內(nei)(nei)氣(qi)體封存(cun)狀態良好,減(jian)(jian)(jian)(jian)阻(zu)(zu)(zu)率最高約為30%;隨(sui)著雷(lei)諾(nuo)數的(de)(de)增大(da),壓(ya)差阻(zu)(zu)(zu)力增大(da),減(jian)(jian)(jian)(jian)阻(zu)(zu)(zu)率有下(xia)降趨勢.當來流(liu)速(su)度(du)過大(da)時,水會大(da)量進(jin)入微結(jie)構(gou)(gou),疏水表面的(de)(de)減(jian)(jian)(jian)(jian)阻(zu)(zu)(zu)率變化(hua)劇烈,且(qie)已經不再(zai)減(jian)(jian)(jian)(jian)阻(zu)(zu)(zu).結(jie)果(guo)表明,表面張(zhang)(zhang)力削(xue)弱(ruo)了壁面切應力的(de)(de)影(ying)響(xiang),使(shi)得低(di)雷(lei)諾(nuo)數下(xia)微結(jie)構(gou)(gou)內(nei)(nei)氣(qi)體能夠有效(xiao)封存(cun),進(jin)而減(jian)(jian)(jian)(jian)小壁面阻(zu)(zu)(zu)力.