Janus微球自扩散泳动实验研究

来源 :2013中国力学大会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunnynoon
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将测量Janus双面微球在过氧化氢(H2O2)溶液中的自扩散泳动实验测量,并定量给出等效扩散系数.实验采用二氧化硅(SiO2)材质的微球,在半个表面喷镀铂(Platinum),构成Janus微球.发展了一套跟踪不对称微球轨迹的图像处理方法,并由此分别观测了φ2μm和φ2μm的Janus微球在不同浓度的H2O2溶液(0%~15%)中的运动.
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为了采用高阶有限差分格式模拟复杂构形的复杂绕流,讨论了Euler通量,黏性项离散,多块对接网格,多块拼接网格等方面对计算结果的影响,并讨论了高阶格式与2阶格式的优缺点.对于激波/边界层干扰流动,计算结果对数值方法的耗散非常敏感.当采用1阶或2阶格式时,Euler通量的耗散对计算结果的影响也非常明显.
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利用加权群速度控制格式(WGVC-M)格式,进行了入射激波-平板边界层湍流干扰的直接数值模拟(DNS).流动参数为:来流Mach数2.3,入射激波角32°.利用该DNS结果,探讨了激波-边界层干扰及其形成的逆压梯度对湍流结构,统计特征以及湍能生成及分配机制的影响.
会议
对细长体弹头多喷口的横向喷流干扰进行数值模拟,一方面是考察发展的计算软件,对这类强非线性复杂流动的适应能力,另一方面,给出模拟对象在横向喷流作用下的流场特性及干扰力的大小,为弹头高空横向喷流控制设计提供技术支持.
会议
采用Morison方法考虑内波载荷和洋流流场下的联合作用力,以端部设有消能结构的悬浮隧道管段为研究对象,建立悬浮隧道锚索-管体耦合非线性振动数学模型,运用有限元法和龙格库塔法数值求解微分方程组,研究海洋内波和洋流共同作用下水中悬浮隧道的动力行为,考察悬浮隧道的减震控制.研究成果为悬浮隧道结构载荷分析及动力控制提供有益探讨.
会议
采用大涡模拟方法研究进气道强迫转捩,考查风洞来流噪声水平对强迫转捩的影响.结果表明,来流噪声对强迫转捩发生位置有明显的影响.
会议
强制转捩技术是流动控制的一项重要研究内容,具有重要的研究价值.如何促发转捩进而控制边界流动目前是一个难点,从目前的调研情况来看,强制转捩多数采用被动控制技术来实现,这其中最有效的便是绊点(trip)技术.当前深入的理论研究主要以粗糙元,凸起等的高超声速边界层转捩流动影为主,众多国外研究表明,控制边界层转捩及分离特征,粗糙元是一种可能的有效途径,然而,对于如何设置粗糙元(包括形状,高度,位置)特征及
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对3种激波强度下的轴对称激波和圆锥边界层相互作用(SWBLI)特性进行了实验研究.实验在自由来流马赫数Ma=2.67和雷诺数Reθ=5 845的超声速静风洞中进行,采用基于纳米粒子的平面激光散射技术(NPLS)和PIV技术测量精细的流场图像和速度场数据,比较了3种激波强度下,轴对称效应产生的分离区的大小.
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将流动聚焦和电雾化相结合,主要研究气动力和电场力共同作用下射流的不稳定性特性.在实验研究中获得了不同的射流破碎模式,这些模式与流体表面不稳定扰动波的增长密切相关.为了揭示电场作用下射流不稳定性的物理机理,开展了正则模的线性时间不稳定性理论分析.通过求解,分析了各种主要控制参数对不稳定模态的影响规律,获得了轴对称模式和非轴对称模式最不稳定扰动的转换,并重点考察了电场对射流不稳定性的影响.
会议
将对微槽道双层导电流体在电场和磁场作用下流动的线性稳定性进行研究,采用Chebyshev谱配置法计算线性稳定性方程的数值色散关系,通过画出线性稳定性中性边界曲线考察物理参数对流动线性失稳影响,为微槽道流动传热、传质以及混合等相关潜在应用提供理论依据.
会议
开发了一套图像采集系统,能够获得清晰的实验图像.首先考虑了稳定的外层锥-射流条件下,内层流体对外层流动的影响.在得到稳定的同轴锥-射流结构后,通过改变内外层流量比以及驱动气体的压力降等主要控制参数,观察到了同轴流动聚焦的多种流动模式,并绘制了不同流动模式之间转换的相图.
会议