清华大学学报(自然科学版)

作者：杜宇轩, 闵琪, 李衍智, 都家宇

单位：清华大学 核能与新能源技术研究院, 先进核能技术协同创新中心, 先进反应堆工程与安全教育部重点实验室, 北京 100084

关键词：液滴碰撞,流体性质,壁面润湿性,铺展因子,中心厚度,相场法

基金：国家自然科学基金资助项目（51976104，51676113）\r\n

不同学者对液滴碰撞动力学的研究结论具有差异，研究的流体种类也较为单一。该文建立的研究体系包含了水、甘油水溶液、硅油、常温液态金属在内的9组流体，将流体黏度、表面张力的研究范围扩展至1~970 mPa·s、20~500 mN/m，通过相场法数值模拟，补充低Reynolds数Re的液滴碰撞数据，探索已有理论的适用性。研究表明：碰撞初期，铺展因子β随无量纲时间τ变化的已有理论主要适用于Re>100的情况。最大铺展因子βmax与Weber数We在毛细力区满足βmax∝Web，在黏性力区满足βmax∝Reb，与已有理论相符，壁面润湿性对指数b的影响具有规律。最小中心厚度hmin*仅在We≥10时与已有理论hmin∝Re-0.5相符；We&lt；10时，hmin*受到壁面润湿性和表面张力的明显影响。而当Re趋近于1时，βmax和hmin*由液滴初始动能和壁面润湿性决定，偏离上述幂函数规律。

来源：2022年第2期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

查看清华大学学报(自然科学版)杂志2022年第2期