液滴撞击非疏水性运动壁面的分析与研究

摘要

受运动壁面产生气体流动的影响,液滴撞击非疏水性壁面产生“空气薄膜”导致液滴弹起。基于质量守恒定律和动量守恒定律,推导液滴撞击运动壁面时空气薄膜形成的流场速度公式,并建立气液二相模型,借助COMSOL对液滴撞击运动壁面进行仿真,探究液滴撞击壁面演化过程、空气薄膜形成原因和壁面疏水性改变机理。结果表明,移动壁面产生稳定流场阻挡液滴下方空气流出,形成空气薄膜,减少液滴能量损耗,增加疏水性;壁面移动速率A提高、液滴等效下落高度h减小、液滴与壁面夹角θ增大有助于空气薄膜形成,为研究液滴撞击非疏水性移动壁面弹起条件提供理论基础,对工程应用具有重要的指导意义。