《納米顆粒吸附界面對流場中液滴動力學行為的調控機理》是依託西安交通大學，由駱政園擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：納米顆粒吸附界面對流場中液滴動力學行為的調控機理
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：駱政園
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
納米顆粒在液滴界面的吸附廣泛存在於自然界，是石油提高採收率納米驅、納米顆粒穩定乳液等前沿技術的基本原理。最新研究表明納米顆粒吸附可使液滴展現非球形平衡態形狀，並且導致界面具有粘彈性等特殊力學性質。由此，本項目提出利用納米顆粒在液滴界面的吸附調控流場中液滴動力學行為的思想，關鍵基礎科學問題是液滴兩相流動、納米顆粒傳輸、粘彈性界面變形等物理過程的耦合作用機理。本項目將基於多相流動力學、彈性力學等基礎理論，發展考慮納米顆粒對流擴散與吸附、液滴界面粘彈性等特殊性的液滴動力學模擬方法，結合剪下流場和複雜結構微通道中液滴變形運動的機理實驗，系統研究流場中納米顆粒吸附液滴的動力學行為，重點揭示界面粘彈性與納米顆粒動態傳輸對液滴變形運動特性的影響機理，獲得納米顆粒吸附界面調控流場中液滴動力學行為的系統規律。研究成果將豐富多相流熱物理學科液滴動力學的基礎理論，同時為石油工程納米驅油等技術的發展提供理論支撐。
結題摘要
針對表活劑、納米顆粒等物質在油水界面吸附及其誘發的界面黏彈性等特殊力學性質可調控流場中液滴動力學行為的科學假設，本項目開展了系統研究。發展了複雜界面液滴動力學數值模擬方法，可同時考慮界面黏彈性等複雜界面力學性質、流體黏彈性等流體複雜流變性質、變截面通道等複雜孔隙結構等特殊性；研究了剪下流場、微通道流動等可控流場中的複雜液滴動力學行為，揭示了表活劑或納米顆粒誘發的界面黏彈性、流體黏彈性等特性對液滴變形、破碎、運動等特性的影響規律及機理；搭建了微孔隙中液滴動力學研究的微流體可視化實驗平台，研究獲得了納米顆粒表活劑對微通道中液滴生成、液滴融合等動力學的調控規律。項目研究結果可為石油工程中納米驅油等提高採收率技術的發展提供理論支撐。以第一作者已發表國際期刊SCI論文4篇，包括J. Fluid Mech.期刊2篇、Phys. Fluids期刊1篇、Soft Matter期刊1篇；國際國內學術會議論文報告共15篇，其中國際會議特邀報告3次；培養在讀博士生2名、在讀碩士生2名；項目負責人駱政園於2018年12月晉升副教授，2018年獲陝西省優秀博士學位論文獎，2019年獲西安交通大學十大學術新人獎。
