楔形体上复合液滴润湿铺展行为的格子Boltzmann方法研究

固壁上液滴的润湿铺展行为是自然界中普遍存在的现象,针对楔形体上的复合液滴,采用基于相场理论的格子Boltzmann方法对其润湿铺展行为进行探究.通过理论分析和数值模拟,发现液滴润湿面积随接触角、楔形体顶角的减小而增大,液滴也越容易分裂.处于理论分裂临界状态附近的液滴,在一定密度比、黏度比条件下将沿楔形体壁面分裂.基于模拟结果生成以密度比、黏度比为坐标的液滴分裂状态相图,比较发现相同条件下初始状态为平衡态的复合液滴更不易发生分裂.另外模拟还表明非对称界面张力及非对称运动黏度比也是影响液滴分裂结果的重要因素.

用复合液滴模型研究稳定剪切流动下黏附于血管表面白细胞的变形

变形作用是黏附于血管表面的白细胞响应外界流体作用的重要特征 ,然而 ,尚不清楚白细胞的细胞核是否伴随细胞而发生变形。我们用复合液滴模拟黏附于血管表面的白细胞 ,根据二维计算流体动力学方法研究稳定剪切流动下白细胞及其细胞核发生变形的生物力学机制。结果表明 :(1 )外界流场雷诺数是引起细胞变形的重要原因。随着雷诺数的增大 ,细胞变形也增大 ;(2 )细胞核随细胞的变形而发生了变形 ,但细胞的变形指数总是大于其细胞核 ,表明细胞核更能耐受剪切流动 ;(3)当雷诺数增大到一定值时 ,细胞和细胞核都不能进一步变形 ,变形指数达到峰值 ;(4 )压力分布曲线表明 ,在细胞的下游形成一个高压区 ,提供促使细胞受力达到平衡的升力 ,从而阻止了细胞的进一步变形。因此 ,具有高粘性的细胞核在细胞的变形过程中发挥特殊作用。

气-液复合液滴撞击超疏水壁面的实验研究

采用实验方法研究了气-液复合液滴撞击超疏水表面的动力学过程,考察了撞击过程中复合液滴内部空腔破裂的临界条件,及其铺展系数最大值和动态变化的特性,并分析了其与单相液滴撞击现象的区别。实验结果表明:发生空腔破裂的临界阈值随液体黏度的增加和气-液直径比的减小而增加。最大铺展系数随液体黏度和空腔尺寸的增加而减小,推导出了复合液滴空腔破裂临界阈值的理论公式,以及适用于气-液复合液滴最大铺展系数的理论模型。此外也研究了复合液滴撞击后的接触时间,发现在3种气-液直径比下,复合液滴的接触时间均小于单相液滴,并提出了无量纲接触时间随直径比变化的理论公式。

壁面吸附复合液滴的变形与运动特性

流动作用下壁面吸附复合液滴可呈现不同的动力学状态,了解其动力学状态转变及参数影响规律是操控液滴运移的关键.本文基于Front-tracking Method结合广义Navier边界条件建立了能够模拟移动接触线问题的数值方法。主要考察了层液滴毛细数、内层液滴大小、内层液滴毛细数对接触角滞后壁面吸附复合液滴动力学特性的影响。研究发现:外层液滴毛细数越大、内层液滴毛细数越小且内层液滴体积越大,复合液滴更容易从壁面脱附或被流体剪切发生破碎.

O/W/O多重乳液法制备毫米级氧化铝空心球（英文）

采用O/W/O多重乳液法,以液体石蜡为内核,氧化铝溶胶为外壳层组成的复合液滴作为前驱体,制备毫米级氧化铝空心球,研究了装置几何结构对前驱体的形成和固化过程对空心球结构的影响。结果表明,内部油相通过直流通道直接注射到水相液滴内部时,形成的复合液滴具有均一核壳结构,壁厚和直径在30~80mm和800~2200mm可控。液滴置于水平方向旋转固化,保持转速在20~60 r/min,所得凝胶球可以保持完整的球形度和核壳结构。1200℃高温煅烧制备出的氧化铝空心微球维持高的球形度和空心结构,表面粗糙度大约22 nm,壁厚达到几十微米,直径达到毫米级,主要晶型为稳定的a-Al2O3。

复合益生菌滴液改善儿童食物过敏的疗效观察

观察复合益生菌滴液改善儿童食物过敏的疗效。方法 收集湖南省妇女儿童医院2022年05月至2023年05月确诊为食物过敏患儿病例资料36例,予以伊可佳舒敏复合益生菌滴液进行干预,比较患儿使用前后的食物过敏临床改善效果,包括使用前后腹泻次数、湿疹面积、血清IgE水平及身高体重增长数值。结果 复合益生菌滴液使用前后,患儿临床症状有明显改善,以腹泻和湿疹为首要症状就诊的患儿,临床症状好转率分别约86.96%和84.62%,血清IgE水平低于治疗前(P<0.05),差异具有统计学意义,但患儿的身高体重干预前后暂无明显变化(P>0.05)。结论 复合益生菌滴液可明显改善儿童食物过敏的临床症状,疗效满意,操作简单,建议临床使用。

流场中复杂液滴的变形运动与吸附

液滴动力学是多相流热物理学的重要基础研究方向.随着科学研究的逐步深入和工业技术的不断发展,人们发现液滴的界面可由多种物质分子组成且可出现复杂的结构,如石油工程中表面活性剂、固体颗粒等物质吸附于油水液滴界面,细胞等生物液滴由具有复杂分子组成和结构的膜包裹等.研究发现复杂的分子组成和结构使液滴界面具有剪切弹性、面积扩张弹性、抗弯特性等显著不同于普通液滴表面张力的力学性质,而复杂的界面力与流场黏性力、壁面物理化学吸附力等相互耦合导致液滴在流场中展现复杂的变形、运动、吸附等动力学行为.本文介绍了复杂液滴界面的力学性质及其模型描述,综述了近年来关于流场中复杂界面液滴的变形、运动、吸附行为的研究进展,并给出了后续研究的建议.

压差激活密封剂的微缺陷自适应修复行为及机理

压差激活密封剂是一种适用于油气井管柱微泄漏快速、安全修复的新技术,目前关于该体系的应用及理论研究报道较少。采用室内实验、结构表征、理论分析及数值模拟相结合的方法,开展了压差激活密封剂制备、微形貌检测、密封性能评价、压差激活机理分析、自适应密封动力学模拟等方面的应用基础研究。研究结果显示:制备的压差激活密封剂是一种多分散相体系,分散相为水化胶粒,具有微米级层状体型结构,是确保压差激活密封性能的关键组分;在5~15 MPa压差范围内,密封剂能够在150 s内穿透丝扣滑脱及漏缝孔隙形成韧性固体屏障,有效封堵不同类型微缺陷;基于水化胶粒的分子形态与稳定性间关系,提出了压差激活密封流体的液-固转化构效假设,建立了漏点压差的自适应密封力学-化学耦合模型;分析了复合液滴在环境液体压差下的受力状态,采用LES-VOF方法模拟了复合液滴在环境液体射流场的变形与破碎动力学行为,研究了水化胶粒的去水化动态演化过程,表层水化膜的射流变形显著大于胶核,可发生振荡破裂使胶核活化聚结,进而充填固化封堵微缺陷。模拟结果与理论分析基本一致,为进一步研究压差激活密封剂提供了理论支持。