不同浸润性冷表面上水滴碰撞结冰的数值模拟

• 作者: 丁亮 冷梦尧 常士楠
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 表面 液滴碰撞 动力学 多相流 相变 数值模拟
• 年，卷（期）: 2016,（7）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 2784-2792
• 页数: 9页
• 分类号: TK01|O359.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20151888

摘要

对冷水滴撞击不同表面时的动力学行为和相变过程进行了模拟。通过耦合 VOF 和 Level-set 方法追踪气液自由界面，结合焓-孔隙度相变模型，模拟水滴撞击冷表面的动力学行为及相变特征。选取亲水(接触角30°)、疏水(接触角114°)和超疏水(接触角163°)3种典型浸润性的表面，计算了多种壁温条件下的水滴撞击结冰过程。结果表明提高表面疏水性，将减小水滴与冷表面的接触时间和接触面积，降低水滴内的相变速率，延缓水滴结冰的时间。在表面温度高于?15℃时，超疏水表面可以避免冷水滴的冻结黏附，保持表面洁净。将模拟得到的最大铺展直径、回缩速率以及冻结情况，与已有实验结果进行对比验证，表明了模拟方法的有效性和准确性。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	常士楠	北京航空航天大学航空科学与工程学院	40	273	10.0	15.0
2	冷梦尧	北京航空航天大学航空科学与工程学院	7	26	2.0	5.0
3	丁亮	北京航空航天大学航空科学与工程学院	2	9	1.0	2.0