表面微纳结构对气-水界面稳定性和流动减阻的影响

• 作者: 姚朝晖 张静娴 郝鹏飞
• 来源期刊: 实验流体力学
• 学科: 物理学
• 关键词: 微纳复合结构 气-水界面 稳定性 减阻 超疏水表面
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 微流动机理
• 页码范围: 73-79
• 页数: 7页
• 分类号: O363.2
• 字数: 4706字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11729/syltlx20190161

摘要

利用压力-流量测量和流动显示方法研究了6种具有不同微纳结构尺寸的超疏水表面的减阻效果以及表面微结构形状对气-水界面稳定性的影响.实验结果表明:设计的各种超疏水表面在层流和湍流下均具有一定的减阻效果;在相同的固体面积分数情况下,微结构间距越小,减阻效果越好;在具有最小结构间距的微纳二级结构表面上实现了最大减阻率(38.6±4.5)％.流动显示观测发现:减阻率与微结构的层级、尺寸、形貌及槽道流态有关,它们均对气-水界面稳定性有一定的影响,揭示了复合微纳结构之所以能够显著提升减阻效果,是由于添加纳米二级结构减小了原有表面的固体面积分数,并提高了气-水界面的稳定性.此外,对于具有双内凹(伞状)微结构表面的微槽道,即使表面为亲水材料,也可以有效捕捉气体,形成稳定的气-水界面,从而实现超疏水性能.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	郝鹏飞	清华大学工程力学系	48	384	11.0	18.0
2	姚朝晖	中国科学院大学工程科学学院	1	0	0.0	0.0
3	张静娴	清华大学工程力学系	3	11	2.0	3.0