非平整基底上含不溶性活性剂溶液的流动特性
随 MEMS技术的发展,非平整基底上微纳尺度的液膜流动在流体机械领域引起了广泛的关注。由于研究尺度微小,表面张力、液体黏性、基底表面性质以及表面活性剂将对液体流动产生重要的影响,进而在很大程度上决定了产品质量及其应用效能。 因此,本文针对非平整基底上有、无活性剂液膜/液滴的流动过程,建立了理论模型,并利用润滑理论、非模态稳定性理论和数值模拟分析了液膜/液滴的动力学特性和稳定性,以及重力、活性剂浓度和基底结构参数等的影响规律。主要内容如下: (1)对波纹基底上含不溶性活性剂液滴的铺展过程,推导出其液膜厚度和活性剂浓度的演化方程组,通过PDECOL程序数值求解了演化方程组,研究了波纹基底和活性剂浓度共同作用对液滴铺展的独特影响,并且基于非模态稳定性理论分析了液滴铺展的稳定性及各参数对稳定性的影响。 (2)对非平整基底表面上的超薄液膜流动过程,推导出其稳态下的液膜厚度方程,利用PDECOL程序数值分析了不同基底表面上液膜轮廓的变化特征,以及基底结构参数和重力共同作用对液膜流动的影响。 (3)对倾斜随机粗糙壁面上含不溶性活性剂液膜/液滴的流动过程,推导出其液膜厚度和活性剂浓度的演化方程组,通过PDECOL程序数值研究了重力、基底表面特征和活性剂浓度三者共同作用对液膜/液滴动力学特性的影响,以及最大液膜厚度和活性剂浓度的变化规律。
非平整基底;液膜流动;润滑理论;动力学特性;数值模拟
华北电力大学;华北电力大学(保定)
硕士
热能工程
叶学民
2014
中文
TQ423
66
2014-11-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）