刘广平
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韩玉阁
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李强
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宣益民
工程热物理学报
微结构表面热辐射光谱特性研究分析的一个主要问题在于表面微结构复杂的空间自由度以及计算方法.针对以上问题本文建立了任意微结构表面的物理模型,基于电磁波理论给出了微结构表面热辐射满足的麦克斯韦方程组.将时域有限差分方法(FDTD)用于麦克斯韦方程组的离散求解,引入场分离处理方法,直接计算提取反射场量,进而采用坡印廷定理计算得到能流以及光谱特性.最后,分别计算了随机微结构表面和微腔表面的热辐射光谱特性,并与相关文献的实验以及计算结果进行了比较.
关键词:
热辐射
,
光谱特性
,
微结构表面
,
FDTD方法
袁润
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李保家
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周明
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李健
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叶霞
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蔡兰
功能材料
采用等离子体刻蚀技术及表面硅烷化处理制备了一组硅基方柱阵列样品,测量了其表面与水的表观接触角,简要分析了表面微结构几何参数对润湿模式转换的影响,探讨了方柱阵列微结构表面发生润湿模式转换的原因.结果表明,微结构表面润湿模式转换受微结构几何参数的影响,原因是微结构几何参数的改变会引起表面上的液滴能量的变化,最终导致液滴的润湿状态发生变化.
关键词:
微结构表面
,
润湿模式转换
,
表观接触角
,
方柱阵列
胡超
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白清顺
,
白锦轩
,
张庆春
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.09.023
目的 探究不同形状微结构表面的疏水、抗结冰特性,以及两者间的关系.方法 基于有限体积法对液滴滴落至微结构表面的浸润和凝结过程进行仿真探究.首先建立了具有不同形状微沟槽表面的仿真模型,然后分析了不同微结构表面的疏水特性差异,最后根据不同微结构表面的水滴滴落凝结行为及内部流场的仿真研究,获得了微结构表面疏水性和疏冰性关系,揭示疏冰性产生的原因.结果 矩形微结构表面液滴的接触角为109°,表现出疏水特性.锯齿形微结构表面液滴的接触角为162°,表现出超疏水特性.液滴在锯齿形微结构表面上20 ms后凝结率低于2％,抗结冰能力最强.普通表面上的液滴凝结率为4％,低于矩形表面上的6％.对比矩形表面与普通表面上的液滴凝结过程,矩形表面上液滴内部湍流动能是普通表面上液滴的5倍,经过20 ms后,普通表面上液滴近壁面温度下降30K,同时矩形微结构表面上液滴近壁面温度仅下降10K.结论 具有微结构的表面能表现出疏水性,这种疏水性对抗结冰特性具有双重作用,一方面降低了液滴初期的凝结速度,另一方面加快了液滴在底层形成稳定冰层后的凝结速度.
关键词:
微结构表面
,
疏水性
,
抗结冰特性
,
凝结速度
,
有限元体积法
,
FLUENT
