《Marangoni數對三維變形液滴熱毛細遷移的影響：恆為準定態？》是依託中國科學院力學研究所，由武作兵擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Marangoni數對三維變形液滴熱毛細遷移的影響：恆為準定態？
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：武作兵
- 依託單位：中國科學院力學研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目研究在三維變形液滴的熱毛細遷移過程中Marangoni(Ma)數對準定態假設的影響。首先,針對前期大Ma數下液滴熱毛細遷移的準定態理論分析和數值計算結果與實驗測量結果存在定性偏差，將開展與實驗具有相同坐標系的數值模擬，考查在三維變形和不同的Ma數情況下，液滴遷移是否能夠達到準定態過程。針對準定態遷移過程，確定遷移速度與Ma數的變化行為，發展準定態遷移的理論分析解。針對非準定態遷移過程，確定固定遷移距離下瞬時遷移速度對Ma數的依賴性,分析遷移過程不能達到準定態的物理機制。其次，研究在不同的Ma數和密度比條件下液滴變形的大小和對遷移過程的作用，以及在有限通道中壁面粘滯力對液滴保持準定態遷移過程的影響。最後，數值模擬不同的Ma數下兩、三個液滴在熱毛細遷移中相互作用的動力學過程，探求更多的鎖頻（周期）現象，判定準定態假設在多個液滴相互作用過程中的合理性，揭示相應的物理機制。
結題摘要
圍繞著微重力環境下非均勻溫度場中Marangoni數對液滴熱毛細遷移影響的主題開展了系統研究，研究成果包括發現了大Marangoni數下定態液滴熱毛細遷移存在非守恆的界面積分熱流，意味著液滴終態熱毛細遷移保持為非定態。其物理機制在於通過界面弱的熱傳導不能提供足夠的熱能來增加液滴內部的溫度，使得定態遷移不能達到。兩組空間實驗結果和已有的理論分析和數值模擬結果定性不符的原因在於後者採用無效的準定態假設。通過在液滴內部附加熱源可以保證積分界面熱流守恆，使得液滴遷移達到定態，並解析求得定態遷移速度。
