【摘 要】
：
本文对处于横向水平垂直磁场中的液态金属竖直射流进了三维的直接数值模拟.数值模拟中无量纲数的设定分别为：500＜Re＜5000、0.1 ＜N＜20以及0＜We＜7000.模拟发现：在MHD(MagnetoHydroDynamics)效应下，射流截面形状会沿垂直磁场或平行磁场方向拉伸.这种变化在出口附近尤为明显，主要由作用于射流的磁场力及表面张力所决定.定义表示磁场力与表面张力之比的无量纲数Ni=N*
【机 构】
：
中国科学院大学科学工程学院,北京100049 西安交通大学航天学院, 西安710049
论文部分内容阅读
本文对处于横向水平垂直磁场中的液态金属竖直射流进了三维的直接数值模拟.数值模拟中无量纲数的设定分别为：500＜Re＜5000、0.1 ＜N＜20以及0＜We＜7000.模拟发现：在MHD(MagnetoHydroDynamics)效应下，射流截面形状会沿垂直磁场或平行磁场方向拉伸.这种变化在出口附近尤为明显，主要由作用于射流的磁场力及表面张力所决定.定义表示磁场力与表面张力之比的无量纲数Ni=N*We.当表面张力极小(Ni=7*104)可略时，射流截面沿磁场方向拉伸，模拟结果与Davison(1995)理论模型分析所得相符.随着Ni的减小，射流截面形状沿磁场拉伸程度减弱，转而出现沿垂直磁场方向的拉伸.当表面张力较大(Ni=17.947)时，射流截面与无磁场形状基本一致.另一方面，研究发现截面形状的改变对界面处扰动有很大影响，进而射流的破碎长度也会随之改变.
其他文献
近年来纳米颗粒的吸入毒性引起了广泛关注。纳米颗粒能够穿过呼吸道到达肺泡，并吸附肺表面活性剂中的脂类分子和蛋白，从而形成脂蛋白冕，这一脂蛋白冕将极大改变纳米颗粒本身的物理化学性质，对纳米颗粒的生物效应起着决定性作用。本文采用粗粒化分子动力学模拟研究了纳米颗粒在肺表面活性剂中脂蛋白冕的形成。我们考察了颗粒表面亲疏水性、带电性、尺寸和蛋白质等多个因素的影响，发现脂蛋白冕中脂类的结构主要由颗粒的亲疏水性决
针对微纳尺度介质流体的流动对探索微纳尺度油气水的运移机制、揭示页岩气藏和致密油气藏等非常规油气开采机理具有重要意义。本文通过分子动力学模拟方法研究了电扰动纳米通道内水分子的流动，首先证明：外置振荡的电荷对纳米通道内水分子的流动有很大影响，当振荡频率恰当时，水流量可达到在低频和高频振荡时流量的数倍。揭示了当电场变化频率与氢键的固有频率相等时，流量达到了最大。其次证明了：振荡电荷会加速纳米孔道内水分子
与常规油气资源相比，非常规油气资源储量丰富，开发潜力巨大，如致密、页岩油气等。由于页岩储层有机纳米孔隙的渗流特征对该类储层的开发极其重要，本文基于分子模拟研究结果，考虑吸附层的厚度、密度、边界滑移对渗透率的影响规律，建立了页岩油藏有机纳米孔隙渗透率的数学表征模型，通过参数敏感性分析给出了模型的适用条件。
微尺度流动的研究在微流控、生物医学、航天军工等方面有着广阔的应用前景，如何研究发展适于微尺度流动数值算法是基础。在Boltzmann方程碰撞积分物理分析与可计算建模气体动理论统一算法(GKUA)基础上，发展适于微尺度槽道流动与传热输运现象统一的Boltzmann模型方程与离散速度坐标法，构造可直接求解气体分子速度分布函数耦合迭代数值格式。
基于同轴流动聚焦(Co-flow focusing,CFF)的实验建立了简化的物理模型,开展了“液-液-气”复合射流的时间不稳定性分析。在无粘假设下,采用均匀速度型,推导出了解析形式的色散关系,得到了三种不稳定模,分析了主要控制参数对不稳定模态的影响。结果 表明：只有轴对称扰动(n=0)和第一类非轴对称扰动(n=1)在时间域内是增长的；界面张力对轴对称扰动有着双重影响而对非轴对称扰动起抑制作用；驱
液滴微混合技术作为微流控技术中的一项重要研究内容，以其高通量、低消耗等优势被广泛应用在分析化学、药物制造、材料科学等领域。本文采用交叉型入口结构、平面弯曲微结构(PSM)所组成的微通道，模拟流量不等的两组分液体融合形成液滴，研究离散相两组分通道入口宽度比和两组分流量比对液滴混合效果的影响。
流体泵送在微流控芯片系统中具有重要作用，而在微尺度下传统的驱动方式难以满足多种泵送要求，对高电导率电解液的泵送更成为一个难题.新型稼铟合金液态金属材料兼具金属和流体的双重特性，在电场调控下具有优异的流体驱动潜能.本文利用稼铟合金的连续电润湿效应，设计微流控芯片系统对高电导率溶液实现循环泵送.首先，分析了稼铟合金与电解液界面的双电层极化现象，揭示了利用连续电润湿效应对电解液进行泵送的原理.然后，设计
手性特征的出现意味着宇称对称性的丧失.最近Meyrand&Galtier (2012)讨论了Hall MHD中的手性问题,并通过磁螺旋度与横螺旋度的乘积得到“磁极化”的概念来描述手性.Zhu,Yang &Zhu(2014)针对更一般的流体及磁流体模型,研究了传统的纯螺旋模的手性问题.这两种手性虽然针对不同的物理,但却彼此相关.我们将对这两种手性及其关系进行深入阐述,并将Meyrand&Galtie
本文针对剪切流动中三相复合液滴变形及破碎的动力学过程进行了数值模拟研究。前人的研究主要关注的是剪切流动中两相液滴或相互包裹的复合液滴变形问题。我们所关注的流体流动包括了三种介质，分别具有不同的粘性、密度以及表面张力，而且考虑具有一般性的复合液滴构型。数值方法采用了有限体积法及三相扩散界面模型。
微流控多项流技术尤其是液滴微流控技术是近年来发展迅速的多学科交叉研究领域,其在先进功能材料合成、化学分析、蛋白质表达、细胞培育与检测、信息处理等领域有着广泛的应用。本文首先介绍了一种利用玻璃毛细管微流控芯片生成油包水包气型(Gas-in-Water-in-Oil,G/W/O)复合液滴的方法,通过精确调节油、水、气三相流体的流速,实现了不同大小、不同结构G/W/O复合液滴的精确生成,且生成速率高达7