分叉微通道内液滴动力学行为的格子Boltzmann方法模拟

发布时间：2018-07-27 16:35

【摘要】：本文采用格子Boltzmann方法模拟了液滴在分叉微通道中的迁移过程,主要分析壁面润湿性、毛细数、出口流量比对液滴动力学行为的影响机制.结果表明:当毛细数足够大时,液滴在支通道的迁移行为与壁面润湿性密切相关,对疏水壁面,液滴在主通道发生破裂生成两个子液滴,子液滴完全悬浮在支通道中并流向出口.而对亲水壁面,液滴首先同样破裂成两个子液滴,不同于疏水情形,子液滴紧接着发生二次破裂,导致部分二次子液滴黏附在固体表面上,另一部分流向出口;当毛细数足够小时,液滴则滞留在分叉口处,不发生破裂.最后,还发现通过调节出口流量比可以使液滴发生非对称破裂或者不破裂完全从流速较大的支通道流出.
[Abstract]:In this paper, the transfer process of droplets in the bifurcated microchannel is simulated by the lattice Boltzmann method. The influence mechanism of the wall wettability, the number of capillary and the flow rate on the droplet dynamics is mainly analyzed. The results show that the migration behavior of the droplets in the branch channel is closely related to the wettability of the wall and the hydrophobic wall and liquid when the fine number is large enough. In the main channel, two sub droplets are generated and the droplets are completely suspended in the branch channel and flow to the outlet. For the hydrophilic wall, the droplets are first broken into two sub droplets, which are different from the hydrophobic case. The drop of the droplets is tight followed by two breakages, which leads to the part of the two sub droplets adhering to the solid surface and the other flow to the exit. When the number of wool is small enough, the droplets remain at the fork and do not break. Finally, it is found that by adjusting the outlet flow ratio, the droplets can be broken or unruptured completely from the larger flow channel.
【作者单位】： 杭州电子科技大学物理系;华中科技大学数学与统计学院;华中科技大学煤燃烧国家重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(批准号:11602075,51576079,11272132)资助的课题~~
【分类号】：O35

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