重庆理工大学学报(自然科学) ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (1): 195-204.

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常重力倾角下的浮力热毛细对流转捩特性研究

杨 硕,王宇航,高 宇,葛璞石,罗金涛,李万琪,郑云一   

  1. 沈阳工程学院辽宁省洁净燃烧发电与供热技术重点实验室,沈阳 110136
  • 发布日期:2025-02-25
  • 作者简介:杨硕,男,博士,副教授,主要从事微/介尺度流体物理中界面现象、微/介尺度流体控制及其在微流控元件中的应 用、低品位碳基能源热化学转化与催化燃烧利用技术研究,Email:ys_yang_shuo@163.com。

  • Published:2025-02-25

摘要: 残余加速度引起的流体晃动/倾斜是空间材料制备中常见的影响因素。该研究利用配备近焦镜头的高速摄 像机和自行开发的液桥界面识别软件包,研究重力倾斜角对浮力热毛细对流的影响。结果表明,受重力倾角影响的 浮力热毛细对流仍然经历了由稳态流至振荡流的时空演化。在稳定浮力热毛细对流阶段,由于左、右界面曲率的 不平衡,导致胞元流涡核畸变使胞元流靠近自由表面,并收缩至中间高位置处。随着重力倾角的增大,横/纵向速度 峰值明显降低,与无重力倾斜角相比,速度峰值衰减了约26%~27%。自由界面处纵向速度梯度显著增大。因此,重 力倾角对提高表面流的流动速度起着重要作用。在振荡浮力热毛细对流阶段,左、右胞元发生周期性侵占。涡核位 置靠近热/冷角自由界面处,振荡浮力热毛细流受到明显抑制,临界温差提高约25%,热角区温度振荡发启时间 延迟。

关键词: 非轴对称液桥;浮力热毛细对流;重力倾角

中图分类号: 

  • TK121