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摘要
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h*min仅在We≥10时与已有理论hmin∝Re-0.5相符;We<10时,h*min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h*min由液滴初始动能和壁面润湿性决定,偏离上述幂函数规律。
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