单液滴正碰球面动态行为特性实验研究.pdf

【单液滴正碰球面动态行为特性实验研究】 该研究由唐鹏博、王关晴、王路、石中玉、李源和徐江荣共同完成，发表于《物理学报》2020年第69卷，编号为024702。研究主要关注的是单个液滴以正向角度撞击干燥球面时的动态行为特征。实验考虑了空气阻力的影响，并基于液滴撞击球面的速度进行分析。研究的核心在于探讨球面曲率和韦伯数（ Weber number）如何影响液滴的撞击行为和铺展因子。 韦伯数是表征表面张力、重力和惯性力之间关系的无量纲数，对于液滴撞击过程至关重要。实验结果显示，在接近球面时，液滴的下降速度会出现显著的波动。球面曲率对液滴撞击后的动态表现有显著作用：当曲率较大时，液滴撞击后形成的液膜会超过球面直径并滑落；而曲率较小时，液滴会在球面上经历铺展、回缩、震荡和着附等复杂行为，其最大铺展因子受球面曲率影响较小，随着曲率减小，趋向于在平面上的铺展因子。 此外，韦伯数对液膜的铺展速率影响不大，但在液膜回缩时间上有着显著影响。随着韦伯数的增加，液滴的最大铺展因子也逐渐增大，且这一关联关系呈现出指数增长的趋势。研究还通过与其他相关研究的对比，进一步丰富了对液滴撞击动态行为的理解。 关键词：液滴、撞击、球面、流体动力学 这个实验对于理解液滴在工业生产中的各种应用，如喷雾冷却、润滑、涂层技术、雾化燃烧等领域具有重要意义。研究的结果可以为工程设计提供理论依据，有助于优化液体处理工艺，尤其是在需要精确控制液滴与固体表面相互作用的场合。同时，这些发现也有助于推动液滴动力学领域的基础科学研究。 PACS分类：47.55.Ca（液滴动力学），47.55.nd（表面和界面流动），47.55.df（自由表面流动） DOI: 10.7498/aps.69.20191141 此外，本研究还提到了其他相关的物理学报文章，包括液滴撞击圆柱内表面的数值研究、液滴撞击液膜的穿越模式及运动特性、中空液滴碰撞水平壁面的数值分析、液滴撞击加热壁面的雾化弹起模式及驻留时间和电场对协流式微流控装置中乳液液滴生成行为的调控机理，这些研究都从不同角度深化了我们对液滴动态行为的认识。