微尺度空泡溃灭驱使微球运动的机理研究

• 作者: 伍涛 崔海航 张鸿雁 陈力 魏梦举
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 空泡溃灭 微马达 流体体积 微流动
• 年，卷（期）: 2017,（16）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 183-192
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.66.164702

摘要

受限空泡的溃灭是气泡动力学的核心问题,研究表明毫米尺度的空泡溃灭可以拉动附近同尺度的悬浮颗粒运动.本文针对受限空泡溃灭在微尺度下的行为开展研究,通过气泡驱动的球形微马达实验,给出了微气泡溃灭形成射流从而显著推动马达前进的现象,但由于溃灭时间很短,MicroPIV系统不能给出足够的流动细节.进而采用基于流体体积的数值手段模拟了这一过程,获得了流场的时空分布,并通过积分估算了微球获得的冲量,给出了微球所能达到的速度.结果表明这一问题与尺度密切相关,微尺度下空泡溃灭足以推动微球显著运动,在气泡尺寸固定的情况下,微球半径越小,微球与气泡间距离越近,推动的效果越明显.冲量定理则定性地解释了宏观尺度与微尺度下存在差异的原因.这一特殊的微流动问题不但扩展了空化研究的尺度范围,揭示了微尺度下空泡与颗粒作用的特性,而且对提高微马达的驱动效率也具有重要意义.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张鸿雁	西安建筑科技大学环境与市政工程学院	52	386	11.0	17.0
2	崔海航	西安建筑科技大学环境与市政工程学院	33	111	6.0	8.0
3	陈力	西安建筑科技大学环境与市政工程学院	12	23	3.0	4.0
4	魏梦举	西安建筑科技大学环境与市政工程学院	2	3	1.0	1.0
5	伍涛	西安建筑科技大学环境与市政工程学院	2	5	2.0	2.0