《粘彈性流體帶電射流非線性穩定性研究》是依託中國科學技術大學，由李芳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：粘彈性流體帶電射流非線性穩定性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李芳
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
近年來，由於它們的獨特優勢和套用潛力，電霧化和電紡絲一直受到工業界的廣泛關注。同時，電霧化和電紡絲中存在的電流體力學現象為基礎理論和實驗研究提供了豐富的背景和內容。特別，在電霧化和電紡絲實驗中經常使用高分子聚合體材料，它們屬於粘彈性流體的範疇。而由於問題的複雜性，目前只有少數的帶電流體射流研究考慮了流體的粘彈性性質。本項目以電霧化和電紡絲為研究背景，以牛頓流體和粘彈性流體帶電射流為研究對象，採用理論推導、數值模擬和實驗觀測相結合的方法，分別研究牛頓流體和粘彈性流體在徑向電場作用下的局部絕對與對流不穩定性、線性整體穩定性、軸對稱模式的長波非線性不穩定性以及三維非線性不穩定性，研究電場及粘彈性、表面張力等物性參數對射流軸對稱和第一非軸對稱模式的不穩定行為的影響規律，為實際套用提供指導性建議。
結題摘要
本項目以近年來備受關注的電霧化和電紡絲為研究背景，考慮到在電霧化和電紡絲中經常使用高分子聚合物材料，而這些高分子聚合物的溶液屬於粘彈性流體的範疇，因此在原有工作的基礎上，進行了粘彈性流體帶電射流非線性穩定性的研究。該研究不僅有助於我們了解電霧化和電紡絲中射流的不穩定行為和影響因素，為實際套用提供指導和建議，而且作為基礎性理論研究，豐富了電流體力學和非牛頓流體力學的內容。本項目的主要研究內容包括粘彈性流體帶電射流的絕對與對流穩定性分析、整體線性穩定性分析、長波即一維非線性穩定性分析、二維/三維非線性穩定性分析以及實驗觀測射流不穩定行為，其中，一維非線性穩定性分析內容最為豐富，我們構造了一個基本的理論模型，並用此模型全面而詳細地研究了徑向電場作用下粘彈性導電射流的非線性不穩定特性，通過大量的數值計算，給出了電場強度、粘彈性、表面張力等主要參數的影響規律。本項目在Physics of Fluids、Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics、Microfluidics and Nanofluidics、European Journal of Mechanics B/Fluids等國際知名流體力學期刊上發表論文7篇。
