微纳结构超疏水表面的湍流减阻机理研究

作者：卢思; 姚朝晖; 郝鹏飞; 傅承诵

来源：力学与实践, 2013, (04): 20-24.

• 超疏水表面
• 二级微纳米复合结构
• 湍流
• 减阻
• 壁面滑移 superhydrophobic surface
• micro-nano dual-scale structures
• turbulent flow
• drag reduction
• slip velocity

超疏水表面的优异性质使其在现代生活和工业生产中具有十分广泛的潜在应用价值.本文采用了碳纳米管缠绕技术和聚氟硅氧烷疏水化处理方法制备了具有二级微纳米结构的超疏水表面.测量了由该超疏水表面构建的槽道中的流动压降,将其与普通表面构建的槽道内的流动压降进行比较,发现在层流情况下,流动阻力减小最多达到了22.8%.在湍流的情况下,超疏水表面的减阻比例约为53.3%,减阻效果比层流更加明显.利用PIV(particle image velocimetry)技术测量了具有超疏水表面的槽道内的速度场,通过超疏水表面速度滑移和湍动脉动场信息,分析了湍流减阻效果比层流更加明显的物理机制.

• 单位
  清华大学