超疏水流体减阻表面
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Choi等人通过对光栅结构超疏水表面进行流体减阻实 验测试,测试的表面如下图所示,他们将测试结果与 Philips的理论分析进行了比较,取得了很好的一致性.
方柱表面关系验证
理论预测结果 与数值计算结 果的比较
考虑到固体表面上流体的滑移情况,滑移长度可表示为:
此时考察
流体速度为
第一节 表面滑移与减阻
第一节 表面滑移与减阻
表面流体滑 移减阻研究
第一节 表面滑移与减阻
第一节 表面滑移与减阻
第一节 表面滑移与减阻
第一节 表面滑移与减阻
第一节 表面滑移与减阻
2
1.5
(q'-q)/q
1
0.5
0
0
0.5
1
1.5
2
b/H
从流量上考虑,滑移长度需要达到器件尺度才能引起可 观的流体效应.
其中 为气体 面积尺度
//疏水性较差的情况
3.2 液体黏度影响
//流体Stokes方程
单根柱单位长度 受到的力作用
*柱阵列结构摩擦系数的计算公式，参考A. S. Sangani, A.
Acrivos. Int. J. Multiphase Flow 8, 343 (1982).
3.3 压强影响
[5] Choongyeop Lee, Chang-Hwan Choi, Chang-Jin ‘‘CJ’’ Kim. Structured Surfaces for a Giant Liquid Slip. PRL 101, 064501 (2008).
内容提要:
➢表面滑移与减阻; ➢超疏水表面减阻原理; ➢超疏水表面减阻的影响因素; ➢超疏水表面减阻效果的测量
第二节 超疏水表面减阻原理
➢复合界面的存在; ➢液体受到气体的阻力作用小
流体速度分布
流体速度分布
压强差随流动率的变化
Cassie状态存在条件
第三节 超疏水表面减阻影响因素
3.1 几何影响关系 //流体阻力和摩擦力表示 //Navier滑移
//理想超疏水表面
//72年Philips的 结果
Rev. Fluid Mech. 2010. 42:89–109.
[4] P. Joseph, C. Cottin-Bizonne, J.-M. Benoˆt, C. Ybert, C. Journet, P. Tabeling, L. Bocquet. Slippage of Water Past Superhydrophobic Carbon Nanotube Forests in Microchannels. PRL 97, 156104 (2006).
第四节 超疏水表面减阻测试
4.1Байду номын сангаас流量压强差测试
4.1 流量压强差测试
4.2 粒子测速
第一，测量系统对壁面的定位精度； 第二，测量系统对纳米粒子的定位精度。颗粒直径大 于滑移长度的值
4.3 液滴滚落测试
4.4 力曲线测试
4.5 流变仪测试
总结
➢介绍了表面滑移与减阻的概念以及它们之间的关系; ➢介绍了超疏水表面减阻原理，通过实例直观说明了 减阻现象; ➢介绍了超疏水表面减阻的影响因素，包括表面结构、 流体黏度、液体压强等影响; ➢介绍了表面减阻效果的测量方法
[2] Eric Lauga, Howard A. Stone. Effective slip in pressure-driven Stokes flow. J. Fluid Mech. (2003), vol. 489, pp. 55–77.
[3] Jonathan P. Rothstein. Slip on Superhydrophobic Surfaces. Annu.
第四讲 超疏水流体减阻表面
参考资料：
[1] Christophe Ybert, Catherine Barentin, Cécile Cottin-Bizonne, Pierre Joseph, Lydéric Bocquet. Achieving large slip with superhydrophobic surfaces: Scaling laws for generic geometries. PHYSICS OF FLUIDS 19, 123601 (2007).
Choi等人通过对光栅结构超疏水表面进行流体减阻实 验测试,测试的表面如下图所示,他们将测试结果与 Philips的理论分析进行了比较,取得了很好的一致性.
方柱表面关系验证
理论预测结果 与数值计算结 果的比较
考虑到固体表面上流体的滑移情况,滑移长度可表示为:
此时考察
流体速度为
第一节 表面滑移与减阻
第一节 表面滑移与减阻
表面流体滑 移减阻研究
第一节 表面滑移与减阻
第一节 表面滑移与减阻
第一节 表面滑移与减阻
第一节 表面滑移与减阻
第一节 表面滑移与减阻
2
1.5
(q'-q)/q
1
0.5
0
0
0.5
1
1.5
2
b/H
从流量上考虑,滑移长度需要达到器件尺度才能引起可 观的流体效应.
其中 为气体 面积尺度
//疏水性较差的情况
3.2 液体黏度影响
//流体Stokes方程
单根柱单位长度 受到的力作用
*柱阵列结构摩擦系数的计算公式，参考A. S. Sangani, A.
Acrivos. Int. J. Multiphase Flow 8, 343 (1982).
3.3 压强影响
[5] Choongyeop Lee, Chang-Hwan Choi, Chang-Jin ‘‘CJ’’ Kim. Structured Surfaces for a Giant Liquid Slip. PRL 101, 064501 (2008).
内容提要:
➢表面滑移与减阻; ➢超疏水表面减阻原理; ➢超疏水表面减阻的影响因素; ➢超疏水表面减阻效果的测量
第二节 超疏水表面减阻原理
➢复合界面的存在; ➢液体受到气体的阻力作用小
流体速度分布
流体速度分布
压强差随流动率的变化
Cassie状态存在条件
第三节 超疏水表面减阻影响因素
3.1 几何影响关系 //流体阻力和摩擦力表示 //Navier滑移
//理想超疏水表面
//72年Philips的 结果
Rev. Fluid Mech. 2010. 42:89–109.
[4] P. Joseph, C. Cottin-Bizonne, J.-M. Benoˆt, C. Ybert, C. Journet, P. Tabeling, L. Bocquet. Slippage of Water Past Superhydrophobic Carbon Nanotube Forests in Microchannels. PRL 97, 156104 (2006).
第四节 超疏水表面减阻测试
4.1Байду номын сангаас流量压强差测试
4.1 流量压强差测试
4.2 粒子测速
第一，测量系统对壁面的定位精度； 第二，测量系统对纳米粒子的定位精度。颗粒直径大 于滑移长度的值
4.3 液滴滚落测试
4.4 力曲线测试
4.5 流变仪测试
总结
➢介绍了表面滑移与减阻的概念以及它们之间的关系; ➢介绍了超疏水表面减阻原理，通过实例直观说明了 减阻现象; ➢介绍了超疏水表面减阻的影响因素，包括表面结构、 流体黏度、液体压强等影响; ➢介绍了表面减阻效果的测量方法
[2] Eric Lauga, Howard A. Stone. Effective slip in pressure-driven Stokes flow. J. Fluid Mech. (2003), vol. 489, pp. 55–77.
[3] Jonathan P. Rothstein. Slip on Superhydrophobic Surfaces. Annu.
第四讲 超疏水流体减阻表面
参考资料：
[1] Christophe Ybert, Catherine Barentin, Cécile Cottin-Bizonne, Pierre Joseph, Lydéric Bocquet. Achieving large slip with superhydrophobic surfaces: Scaling laws for generic geometries. PHYSICS OF FLUIDS 19, 123601 (2007).