疏水性材料减阻特性实验研究
非稳态下超疏水表面减阻仿真研究
在来 流速 度 ５ ｍ／ ｓ条 件 下 ， 固定 矩 形 凹 槽 问 距 、 深度 均为 ｌ Ｏ ／ ￣ ｍ， 选取 凹槽 宽度 一５ ｍ、 ｌ Ｏ ＃ ｍ、 １ ５ ｇ ｍ
和２ ０ ／ ￣ ｍ 进行 模 拟 。图 １ ７给 出了超 疏 水表 面 减 阻率
和滑 移速 度随 凹槽 宽度 变化 的 曲线 。 从图１ ７中可 以发 现 随 凹槽 宽度 的增 加 ， 减 阻 率 明显增 加 ， 但其增 长 率 先 则 先 由大变 小 再 变 大 ， 最 高
第 ３ 期
郭云鹤等 ： 非 稳 态 下超 疏水 表 面 减 阻 仿 真 研 究
从图 １ ４中可 以 看到不 同微 观形 貌对 流场 特性影
比， 导 致 边 界 中滑 移 比 例 的 增 加 ， 继 而 导 致 减 阻 率 和 滑移 速度 增加 。
ｌ ２
响很 大 。矩形 槽减 阻率 明显 高 于三角 形和 半 圆形 ， 半 圆形 凹槽 减阻 效果 最差 ， 三 角形 和半 圆形 的 凹槽 在速
均为 ｌ Ｏ ／ ￣ ｍ， 选 取 凹 槽 深 度 ｈ一 ５ ｍ、 ｌ Ｏ ｐ ｍ、 １ ５ ｍ 和
槽 宽度 ／ ｇ ｒ ａ
图 １ ７ 减 阻 率 和 滑 移 速 度 与 凹槽 宽 度 的关 系
Ｆｉ ｇ ．１ ７ Ｒｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｈｉ ｐ ｂｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｄ ｒ ａ ｇ ｒ ｅ ｄ ｕｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ
深度槽 间 距 — ５ ｍ、 ｌ Ｏ ＃ ｍ、
察
凹槽 深度 ／ ｇ ｍ
ｌ ５ ｔ Ｌ ｍ和 ２ ０ ｍ 进 行模 拟 。图 １ ８给 出 了超 疏水 表 面
减 阻率 和滑 移速度 与 凹槽 间距 的关 系 曲线 。
超疏水减阻的研究进展
超疏水减阻的研究进展摘要：超疏水表面在工农业生产和日常生活中具有广阔的应用前景。
本文主要回顾了超疏水表面的主要基本理论及其在减阻中的应用。
关键词：静态接触角；接触角滞后；滚动角；减阻1.引言近年来，超疏水表面引起了广泛的关注，它在工农业生产和人们的日常生活中具有极其广阔的应用前景。
追踪到20世纪30年代，有关减小阻力的研究就出现了，但最开始的研究工作集中在减小表面粗糙度。
减阻结构的设计和机理一直受到人们的关注。
在适应和自然选择长期进化的过程中，生物体已形成各种功能特征。
进一步加深对减阻的认识，特别是降低水下运动物体的阻力，对仿生学的研究起到了推动作用其中特别重要的启示来自对海豚和鲨鱼皮肤的研究。
本文主要回顾了超疏水表面的基本理论及其在减阻中的应用。
2.超疏水表面相关理论表征固体表面的润湿特性是超疏水材料研究中的重要课题[1]。
目前，研究人员已经开发了多种方法来表征表面润湿性，例如，静态接触角、接触角滞后、滚动角等。
2.1静态接触角将少量液体滴加到固体表面，液体可以形成液滴。
在达到平衡时，固体表面上的某个液滴将保持一定的液滴形状，如图1所示。
接触角是气-液-固三相边界线上任意点O处液体的表面张力?gl与液-固界面张力?ls之间的夹角，由?表示。
当固体表面与水的接触角为（?）0°<??90°时，表面称为亲水表面；当90°<?<180°时，该表面称为疏水表面；超疏水表面是指具有接近或大于150°的接触角的表面，并且考虑到接触角滞后和滚动角，可以进一步对超疏水表面进行分类。
滚动角小于10°的超疏水表面可称为自清洁表面。
图1静态接触角示意图液滴在固体表面上保持一定的形状，这是在三相边界线上的任何点处的三个界面张力的合力的结果，也就是说，固体表面上的水滴的形状受到表面张力的影响，并且还受到液滴本身的重力的影响。
因此，在进行接触角测量时，应使用相同体积的液滴。
疏水表面减阻的机理
疏水表面减阻的机理嘿，咱今天就来讲讲疏水表面减阻这个神奇的事儿！你想想啊，水就像个调皮的小孩子，老爱给我们找麻烦，在物体表面捣乱，增加阻力。
但要是这表面变得疏水了呢，那可就不一样啦！疏水表面啊，就好像给物体穿上了一件特别的“雨衣”。
水碰到它呀，就没法那么容易地黏上去，“哧溜”一下就滑过去了。
这就好比我们走路，要是路上都是泥泞，那走起来得多费劲啊，但要是路很光滑，那走起来不就轻松多啦？你看那些水里游的动物，它们的身体表面很多就是疏水的呢。
它们在水里游得那么自在，是不是很让人羡慕呀？其实我们也可以借鉴一下它们的智慧呀。
疏水表面减阻的机理呢，就像是一场巧妙的魔术。
它让水对物体的“纠缠”变少了，减少了摩擦。
就好像两个朋友，本来老是黏在一起，现在有了个办法让他们保持一点距离，这样行动起来就更方便快捷啦。
那怎么才能实现疏水表面呢？这可就有很多门道啦。
可以通过改变表面的结构，让它变得粗糙或者有特殊的纹理。
这就像给表面打造了一个独特的“地形”，水在上面就不容易呆住啦。
或者用一些特殊的材料来制作表面，让水对它“不感兴趣”。
想象一下，如果我们的船都用上疏水表面，那在水里航行的时候不就能省好多力气，跑得更快啦？还有那些在水下工作的设备，也能更高效地工作呀。
在生活中，我们也能处处发现疏水表面减阻的应用呢。
比如一些防水的衣物，水溅上去就滑落了，不会湿透衣服，这不也是一种减阻的体现嘛。
还有那些自清洁的表面，水一冲就干净了，多方便呀。
疏水表面减阻真的是个很神奇又很实用的东西呀。
它能让我们的生活变得更便利，让各种设备运行得更高效。
我们可不要小看了这个小小的现象，它背后蕴含着大大的智慧呢！所以呀，大家都来多了解了解疏水表面减阻吧，说不定哪天你就能发现它在你身边发挥着大作用呢！这可不是开玩笑的哟！。
超疏水材料在水管内壁减阻的应用
通讯作者 ： 严
虎（ １ ９ ６ ｏ 一
） ， 男， 吉林省延 吉市人 ， 博士， 郑州 大学化学 与分子工 程学 院教授 ， 主要研究方 向 ： 导 电性高分子 ， 有机 电子 器 轲， 男， 河南省焦作 市人 ， 博士 ， 郑 州大学化 学与分 子工程 学院讲师 ， 主要研究 方向 ： 超
件， 超疏水材料 ， 高分子纳米颗粒等 ； 张
摘 要： 针 对超 疏水表面功能材料在 流动减阻方面的潜在应 用， 并结合水利 与环境 方面的专业知 识 ， 以
节约能源提 高效率为 目的 ， 展 开 了关 于超疏水 管道 的有关研 究． 通过 实验研 究疏水材 料应 用 于输 水管道 的减 阻
效果 ， 并与普通接触 角的超 疏水管道对 比， 得出 接 触 角与减 阻效果 的 图表 ， 继 而提 出应 用 于实际 的方案． 通过实 验研 究， 发现随 着接触 角增 大输水管道 内水 的流速也 有增大趋 势． 也 简要综述 了前期 的超 疏水材料 制备和 生物
０ 引言
糙结构． 至今 ， 许多制备粗糙表面的方法已有报
道， 其 中， 熔融烷基正 乙烯酮二聚体 （ Ａ Ｋ Ｄ ， 一种石
蜡 ）的固化 ， 是第一个人工合成 的具有 １ ７ ４ 。 接触角 的超疏 水表 面 （ 图１ ） ． ＿ ２ 对于 Ａ Ｋ Ｄ的 ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ａ ｌ （ 碎
编号 为 ２ 、 ３ 、 ４的水 管重 复上 述步 骤 ．
２ 结果 与讨 论
从表 ｌ 一 表 ４可 以看 出 ， 涂 有减 阻性 质 的超 疏 水 涂料 或 车蜡 的水 管 内壁 ， 相较 于未 经任 何处 理 的
对４ 根水管分别作不同的处理 ： １ 号水管 内壁 不做任何处理 ； ２号水 管 内壁打蜡 ； ３号水 管 内壁 涂疏水材料一 ； ４号水管 内壁涂疏水 材料二． 将４ 根水管在等温条件下放置一段时间． 将抽水泵固定在铁架 台上 ， 将编号为 １的 Ｐ Ｖ Ｃ
超疏水材料在水管内壁减阻的应用
超疏水材料在水管内壁减阻的应用王争闯;张芳芳;张亚楠;侯一帆;杨腾飞;王梦悦;杨奎;辛晓芸;张轲【期刊名称】《平顶山学院学报》【年(卷),期】2013(028)005【摘要】针对超疏水表面功能材料在流动减阻方面的潜在应用,并结合水利与环境方面的专业知识,以节约能源提高效率为目的,展开了关于超疏水管道的有关研究.通过实验研究疏水材料应用于输水管道的减阻效果,并与普通接触角的超疏水管道对比,得出接触角与减阻效果的图表,继而提出应用于实际的方案.通过实验研究,发现随着接触角增大输水管道内水的流速也有增大趋势.也简要综述了前期的超疏水材料制备和生物应用方面的研究工作.【总页数】5页(P61-65)【作者】王争闯;张芳芳;张亚楠;侯一帆;杨腾飞;王梦悦;杨奎;辛晓芸;张轲【作者单位】郑州大学化学与分子工程学院,河南郑州450001;郑州大学化学与分子工程学院,河南郑州450001;郑州大学化学与分子工程学院,河南郑州450001;郑州大学化学与分子工程学院,河南郑州450001;郑州大学水利与环境学院,河南郑州450001;郑州大学水利与环境学院,河南郑州450001;郑州大学水利与环境学院,河南郑州450001;郑州大学水利与环境学院,河南郑州450001;郑州大学化学与分子工程学院,河南郑州450001【正文语种】中文【中图分类】TQ021.1;TV131.2+2【相关文献】1.海底管道内壁减阻涂层技术应用研究 [J], 谭红莹;刘培林;王军;雷震名;孙祥杰2.超疏水性表面上的流体滑移及其减阻应用 [J], 赵加鹏;石秀华;耿兴国;侯志敏3.超疏水表面滑移理论及其减阻应用研究进展 [J], 王新亮;狄勤丰;张任良;顾春元4.兰州化物所在超疏水材料减阻研究方面取得新进展 [J],5.基于数值模拟的超疏水材料减阻性能研究 [J], 张宇姣;董力群;张亚军;庄俭因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
超疏水材料的研究进展
超疏水材料的研究进展摘要：对植物叶表面的超疏水现象研究表明：植物叶表面的微观结构是引起超疏水的根本原因。
本文通过对荷叶表面的研究得到超疏水材料具有的特点：微纳米尺度复合的阶层结构。
通过相分离方法得到超疏水材料，最后对超疏水材料的研究趋势作了展望．关键词：超疏水材料微纳双重结构接触角滚动角Abstract：By studying the nature superhydrophobic bio-surfaces indicates that : the incooperation of micro-structure and nano-structure are both important for the superhydrophobic materials. Such structures are the key for the superhydrophobic material . The phase separation method is employed to prepare the superhydrophobic materials. The latest trends in the study of superhydrophobic materials are also discussed．Key words：Superhydrophobic materials；Micro-structure and nano-structure ; Contect angle; Roll angle引言近年来，植物叶表面的超疏水现象引起了人们的关注。
所谓植物超疏水能力，就是植物叶面具有显著的疏水，脱附，防粘，自清洁功能等。
固体表面浸润性研究的就是材料的疏水能力。
浸润性是指液体可以渐渐渗入或附着在固体表面的特性。
接触角和滚动角是评价固体表面浸润性的重要指标。
所谓超疏水表面一般是指与水的接触角大于150º。
层流状态下超疏水表面流场建模与减阻特性仿真研究
层流状态下超疏水表面流场建模与减阻特性仿真研究宋保维;袁潇;胡海豹【摘要】To our knowledge, there is almost no paper in the open literature dealing with what is mentioned in the title. Taking into account the micro-structural characteristics of a superhydrophobic surface, we use the Cassie model and the volume of fluid ( VOF) model to simulate its flow field in the laminar flow between two infinitively large plates. To do so, we apply structural grids to dividing the computing domain. Then we analyze the drag reduction characteristics of the superhydrophobic surface in terms of velocity distribution, pressure distribution, slide velocity and drag reduction rate. The simulation results, given in Figs. 4 through 17, and their analysis show preliminarily that; (1) there is pressure difference drag near the groove of the superhydrophobic surface, producing a low-speed whirlpool inside the groove and both the thrust effect and the vortex cushion effect; (2) the drag reduction rate of the superhydrophobic surface increases with increasing width of the groove, decreases with increasing space between grooves and increases with increasing flow velocity, but does not increase with increasing depth of the groove; (3) the rectangular groove is more effective for drag reduction than both the V-shape groove and the U-shape groove.%在充分发展层流状态下对具有规则微观结构的超疏水表面流场进行数值仿真研究,分析了超疏水表面流场的减阻特性.针对超疏水表面微观结构特点,采用Cassie接触模型,对计算域利用结构化网格进行划分,采用VOF多向流模型进行数值仿真.研究表明:超疏水表面凹槽附近产生压差阻力导致凹槽内部形成低速漩涡,产生推动效应与涡垫效应；超疏水表面减阻率随凹槽槽宽增大而增大,受凹槽深度影响不显著,矩形凹槽比V形凹槽与U形凹槽有更好的减阻效果.【期刊名称】《西北工业大学学报》【年(卷),期】2012(030)005【总页数】6页(P712-717)【关键词】超疏水表面;层流;减阻;滑移【作者】宋保维;袁潇;胡海豹【作者单位】西北工业大学航海学院,陕西西安710072;西北工业大学航海学院,陕西西安710072;西北工业大学航海学院,陕西西安710072【正文语种】中文【中图分类】O357.4所谓超疏水表面(Superhydrophobic surface)是指其上液滴的表观接触角大于150°的固体表面。
纳米材料的疏水性能及其应用研究
纳米材料的疏水性能及其应用研究当我们谈到纳米材料时，我们通常会想到它们的高强度、高导电性以及其他许多有用的特性。
然而，纳米材料的疏水性能也是一个非常重要的方面。
在本文中，我们将介绍纳米材料的疏水性能及其应用研究。
1. 纳米材料的疏水性能疏水性是指材料对水的亲水性质的抵抗，也就是表面对水的抵挡能力。
在纳米材料中，这种性质通常是由于表面的微观结构所引起的。
纳米材料的疏水性能通常被描述为接触角，也就是水在材料表面的角度。
如果材料表面越疏水，那么水滴通常会聚成球形，而不是扩散开来。
这是由于材料表面会产生一种叫做极性的力，与水分子之间的相互作用力相对较弱。
当水滴接触到该表面时，它们倾向于取回自己的形状，从而形成一个球形。
2. 纳米材料的疏水性应用纳米材料的疏水性广泛应用于一系列领域，包括涂层、纺织品、生物医学器械、以及环境净化。
其中一些应用的例子如下：（1）涂层。
纳米材料的疏水性使得它们成为优秀的涂层材料。
例如，将纳米二氧化硅添加到油漆中，可以显著提高油漆的耐水性能。
（2）纺织品。
通过将纳米细胞纤维素（NFC）添加到棉布中，可以使该棉布变得高度疏水。
这种纳米棉布可用于制造高度防水材料，例如皮卡和帐篷。
（3）生物医学器械。
纳米材料的疏水性能对于生物医学器械的生产也至关重要。
例如，在人工骨骼上涂覆纳米碳纤维可以提高其表面的亲水性，从而促进与人体的接触。
（4）环境净化。
纳米材料的疏水性对于防止水污染也很有用。
例如，在雨水管内涂上纳米涂层，可以防止水滴附着在管道表面上，从而减少管道内的水污染。
3. 总结纳米材料的疏水性能是一类富有前途的属性，其应用范围广泛。
通过掌握纳米材料的特性以及其在各个领域的应用，我们可以更好地为我们社会的发展做出贡献，达到可持续发展的目标。
耐久及导电功能性超疏水材料的研究进展
耐久及导电功能性超疏水材料的研究进展1、研究意义固体材料表面的润湿性是材料科学和表面化学中一个非常重要的特性，许多物理化学过程，如吸附、润滑、粘合、分散和摩擦均与表面浸润性密切相关[1-2]。
受自然界中荷叶表面“出淤泥而不染”的特性的启发，德国科学家Bathlott和Neinhuis首次报道了以荷叶为代表的植物表面的不粘水和自清洁现象，指出这种现象是由表面微结构的乳突和疏水性蜡状物共同引起的，超疏水表面由此诞生[3]。
一般地，我们将水接触角大于150°且滚动角小于10°的固体表面，称为超疏水表面。
除荷叶外，大自然中还存在众多具有特殊浸润性的动植物，如芋叶、水稻叶、玫瑰花瓣以及蝉翼、水黾腿、蝴蝶翅膀、蚊子眼睛等[4,5]。
在自然界中这类生物体的启发下，科研工作者于20世纪后期开展了人工构造超疏水材料的研究工作。
超疏水涂层的构筑一般需满足两个条件：一是低表面能，二是足够的粗糙度。
从制备方法上来说，主要有溶胶-凝胶法、模板法、层层自组装法、化学气相沉积法、刻蚀法等。
近年来，随着科学技术的快速发展，超疏水表面在制备技术及性能研究上有了极大的进步，多种超疏水涂层被相继制备出来，在自清洁[6-7]、金属防腐[8-9]、防覆冰[10-11]、油水分离[12-13]、微流体装置[14-15]等领域展现出巨大的应用价值。
然而，目前制备超疏水材料的方法大多涉及繁琐的工艺过程或昂贵的仪器设备，难以用于大面积的生产；此外，大多数超疏水材料在使用过程中存在持久性不佳、耐用性不强等缺点，特别是容易在机械摩擦或刮擦下受到损伤，导致超疏水性能的丧失；同时，随着现代工业和人工智能化的快速发展，单一的超疏水性已经无法满足材料在柔性电子、快速融冰融雪、无人驱动、透明电极等新兴领域中的使用要求[16-19]。
因此，研究和开发制备工艺简单、抵抗外界破坏能力优异、可实现工业化生产的超疏水材料是具有极大价值的。
另外在设计和制备超疏水材料时，除了使其具备超疏水性，同时赋予其可拉伸性、自修复性、透明性、导电性、导热性等至少一种功能，则会进一步拓宽其应用领域并发挥关键作用，这也是目前在超疏水材料领域中的关键性科学问题。
超疏水表面减阻水洞实验及减阻机理研究
疏水表面 ， 并对水在超疏水表面微通道和超亲水表面 微通道中流动的压降进行了测试与对比 ， 实验得出水 在超疏水表面微通道内的流动阻力有明显降低 ， 降低
［０］ 的最大值可达 ２ 利用飞秒激光在硅表面 ５％ 。 李刚 １
。 正是生物表面的超疏水性和自清 洁 功 能 带 给
了水下减阻技术新的研究方向 。 受此启发 ， 国内外学
［ ７］
面微通道内的流率大于普通表面微通道内的流率 ， 并 把流率增大的原因 归 结 为 超 疏 水 表 面 壁 面 处 存 在 滑 移 。Ｋ ｅ ｖ ｉ ｎ Ｊ ｅ ｆ ｆ ｓ和 Ｄ ａ ｎ ｉ ｅ ｌ Ｍ ａ ｎ ｅ ｓ 利用数值模拟的 ｙ
［ ８］
了超疏水性圆管内的湍流流动特性 。 研究表明 ： 其流 场中存在临界 Ｒ 当Ｒ 超疏 ｅ数， ｅ 数 大 于 此 临 界 值 时， 水性圆管内的湍流流动表现为减阻 ； 反之则表现为增 阻， 并认为超疏水表面无滑移壁面与自由剪切面的综
５卷 第５期 第２
０ １ １年１ ０月 ２
实 验 流 体 力 学 Ｖ ｏ ｌ ． ２ ５， Ｎ ｏ ． ５ ， Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｘ ｅ ｒ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ Ｆ ｌ ｕ ｉ ｄ Ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｏ ｃ ｔ ． ２ ０ １ １ ｐ
２ ２
） 实 验 流 体 力 学 （ 第２ ２ ０ １ １ ５卷
合效果是导致这一现象的主要原因 。 国内外学者从数值仿真 从已有的研究情况来看 ， 但 和实验两方面充分证明了超疏水表面的减阻作用 ， 对超疏水表面减阻 技 术 在 水 下 航 行 器 上 的 应 用 及 其 减阻机理方面的研究较少 ， 目前仍无统一认识 。 通过 水洞实验研究超疏水表面航行器模型的阻力特性 ， 并 分析具有显著减阻 效 果 的 超 疏 水 表 面 的 表 面 能 特 性 探索其减阻机理 。 及滑移特性 ， 应变片伸长和缩 短 时 变 形 量 存 在 的 偶 然 误 差 。 完 成 对 ３ 个通道的静校测量后 ， 采用最小二乘法对静校结 确定天 平 各 通 道 的 灵 敏 度 ， 天平的主要 果进行处理 ， 技术参数见表 １。
材料的疏水性能研究与涂层设计
材料的疏水性能研究与涂层设计材料的疏水性能一直以来都是研究的焦点之一。
在许多应用场景中，材料的疏水性能对于涂层的设计和制备起着重要的作用。
本文将围绕材料的疏水性能展开研究，探讨其在涂层设计中的应用。
一、疏水性能的定义与评价方法疏水性是指材料表面与水之间的相互作用。
优良的疏水性使得水在材料表面形成球状滴，而不容易渗透进入材料内部。
疏水性能的评价通常采用接触角来衡量，接触角越大，表明疏水性能越好。
二、影响材料疏水性能的因素1. 表面形态：表面的微观形态对材料的疏水性能有着显著影响。
例如，结构致密的表面不易被水渗透，更容易展现出良好的疏水性能。
2. 表面化学性质：材料表面的化学性质决定了其与水分子之间的相互作用。
通常，高分子材料具有良好的疏水性能，而极性物质则难以表现出疏水性。
3. 表面能量：表面能量越低，疏水性能越好。
材料的表面能量可以通过改变其化学组成或表面处理来实现。
三、疏水性材料的涂层设计通过涂层的设计和制备，可以提高材料的疏水性能。
以下是几种常见的涂层设计方法：1. 疏水涂层：采用疏水性高的材料制备涂层，以提高材料的疏水性能。
例如，利用纳米材料制备的疏水涂层具有高接触角和低表面能量，从而实现了良好的疏水性能。
2. 多层涂层：通过设计多层涂层，可以利用不同材料的特性来实现疏水性能的提高。
例如，将疏水材料与抗污染材料相结合，可以有效抵抗外界污染物对涂层的侵蚀，同时保持材料的疏水性能。
3. 纳米结构涂层：利用纳米结构的涂层可以增加涂层表面的粗糙度，从而提高疏水性能。
纳米结构的涂层具有较大的比表面积，形成更多的微观空气层，从而增加涂层表面与水分子之间的接触面积。
4. 自清洁涂层：自清洁涂层是一种特殊的涂层设计，能够使得污染物与涂层表面的附着力降低，实现涂层的自洁性。
自清洁涂层的疏水性能使其表面不易被污染物侵蚀，从而更好地保持疏水性。
结论材料的疏水性能对于涂层设计具有重要的意义。
通过研究和设计疏水性涂层，可以实现材料的自洁性、抗腐蚀性以及优秀的防水性能。
超疏水材料的研究现状及应用
超疏水材料的研究现状及应用摘要:超疏水表面材料具有防水、防污、可减少流体的粘滞等优良特性，是目前功能材料研究的热点之一。
由于超疏水表面在自清洁表面、微流体系统和生物相容性等方面的潜在应用,有关超疏水表面的研究引起了极大的关注，本文简述了超疏水表面的制备方法，归纳了超疏水表面的应用,对超疏水表面研究的发展进行了展望。
关键词：超疏水表面材料；微流体系统；表面制备方法；表面应用Superhydrophobic materials Researchand ApplicationLi Yongliang(Jiangnan University, College of Chemistry and Materials Engineering JiangsuWuxi 214122,China)Abstract:Superhydrophobic surface material with a waterproof, anti-fouling, can reduce the viscosity of the fluid and other excellent features, is currently one of the hot functional materials. As super-hydrophobic surface in the self-cleaning surfaces, microfluidic systems, biocompatibility and other potential applications, research on super-hydrophobic surface caused a great deal of attention, this paper outlines the super-hydrophobic surface preparation methods, summarized the super-hydrophobic surface application of research for the development of super-hydrophobic surfaces were discussed.Keywords:Superhydrophobic surface material; Microfluidic systems; Surface preparation methods; Surface application近年来，植物叶表面的超疏水现象引起了人们的关注。
疏水剂研究报告
疏水剂研究报告1. 引言疏水剂是一种能够降低物体表面张力并使其具备良好疏水性的材料。
在实际应用中，疏水剂广泛用于涂层、纺织品、医疗器械等领域。
本报告旨在对疏水剂的研究进展进行综合分析，并探讨其应用前景。
2. 研究方法本研究采用了实验和文献调研相结合的方法，通过实验观察和数据分析，结合相关文献资料，对疏水剂的性质、合成方法和应用进行了探讨和总结。
3. 疏水剂的性质疏水剂具有以下主要性质：•降低表面张力：疏水剂能够降低物体表面的张力，使其表面更加平滑。
•提高表面疏水性：疏水剂能够使物体表面呈现较高的疏水性，使水滴迅速滑落而不易沾附在表面上。
•耐高温和耐腐蚀性：疏水剂在高温和腐蚀性环境下能保持其性能稳定。
4. 疏水剂的合成方法目前，常用的疏水剂合成方法包括：•化学修饰法：通过在材料表面引入亲水基团或疏水基团，改变材料表面的化学性质，从而达到疏水的效果。
•结构调控法：通过结构设计和改变材料的微观形貌，使其表面具备微纳米结构，从而增强表面的疏水性能。
•涂层法：利用特定的涂层材料覆盖在物体表面，形成一层疏水保护层。
5. 疏水剂的应用领域疏水剂在众多领域具有广泛的应用前景：5.1. 涂层领域疏水涂层广泛应用于建筑、车辆、船舶等领域。
这些涂层能够降低表面能量，减少污染物和水的滞留，起到保护和耐久的作用。
5.2. 纺织品领域纺织品疏水剂广泛应用于户外服装、雨伞等制品中，可以使其具备良好的防水效果，提高使用体验。
5.3. 医疗器械领域疏水剂在医疗器械上的应用可以减少细菌和病毒的滋生，提高器械的使用安全性和效果。
6. 疏水剂的未来展望疏水剂作为一种新兴的材料，具有广阔的应用前景。
随着科学技术的不断进步，疏水剂的性能和稳定性将得到进一步优化，其应用范围也将进一步拓展。
预计未来疏水剂将在电子、医药、航空等领域得到更广泛的应用。
7. 结论通过对疏水剂的研究，我们了解到疏水剂具有降低表面张力、提高表面疏水性、耐高温和耐腐蚀性等性质。
超疏水表面水下减阻技术研究进展
超疏水表面水下减阻技术研究进展
张春来;王潇;吴银涛;王波
【期刊名称】《功能材料与器件学报》
【年(卷),期】2021()5
【摘要】超疏水表面能够通过形成水下气液界面有效降低流体的摩擦阻力,具有良好的减阻性能,在水下航行器、微流体器件及管道运输等领域有着广阔的应用前景。
本文基于超疏水表面的润湿特性,讨论介绍了其表面产生减阻现象的机理,重点总结了国内外超疏水表面减阻效率的影响因素与水下气液界面增稳、恢复问题的研究现状。
最后,对超疏水表面在水下减阻应用上面临的问题和发展前景进行了探讨,为超疏水表面水下减阻技术的研发工作提供参考。
【总页数】11页(P445-455)
【作者】张春来;王潇;吴银涛;王波
【作者单位】北京工业大学材料与制造学部
【正文语种】中文
【中图分类】U661.311
【相关文献】
1.疏水微形貌表面水下减阻研究进展
2.超疏水表面减阻特性的研究进展
3.超疏水表面滑移理论及其减阻应用研究进展
4.仿生超疏水表面减阻性能的研究进展
5.仿生
超疏水表面减阻性能的研究进展
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超疏水材料研究进展
超疏水材料研究进展 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】超疏水材料研究进展摘要:本文介绍了超疏水材料的性质、应用、转变、制备以及存在的问题等。
详细介绍了超疏水材料在流体减阻中、抗腐蚀中、建筑防污耐水等领域内、微流体控制方面的应用和常用的几种制备方法。
关键词:超疏水材料；超疏水应用；制备1 引言近年来，超疏水材料引起了人们的普遍关注。
所谓超疏水材料，就是指水在材料平面上的接触角大于150°的材料。
超疏水材料的特性最初是在荷叶上发现的，荷叶表面的超疏水特性赋予了它们非常好的自清洁效应，污染物很容易被水滴带走[1]。
有关超疏水的基础理论研究始于上世纪50年代，因其优异的自洁性有望在国防、众多工业领域和日常生活等方面有广阔的应用前景，研究工作备受各国重视。
固体表面的润湿性是由其化学组成和表面微观结构共同决定的。
目前，通过对荷叶表面自洁性的仿生研究表明，因其层级微、纳米结合的双微观结构和覆盖在上面的低表面能物质的协同效应而表现出完美的疏水性[2]。
人们通常用液体在材料表面的接触角来表征材料表面的润湿性。
按照水滴在材料表面接触角大小的不同，我们可以将材料进行如下分类当接触角小于 90o 时，我们认为这种材料是亲水材料；如果水滴在材料表面的接触角小于5o，那么这种材料是超亲水材料，例如经浓硫酸和双氧水（体积比为 7：3）处理过的硅片，水滴在它的上面会立刻铺展开，展示出超亲水的性质；当材料表面接触角大于 90o 时，我们认为这种材料是疏水材料；如果材料的表面接触角大于 150o那么我们认为这种材料是超疏水材料，例如我们前面所提到的荷叶，水滴在其表面的接触角大于 150o，不能稳定停留，极易滑落，因而造就了它“出淤泥而不染”的性质。
如图1所示，（a）为亲水，（b）为疏水。
(a) (b)图1 接触角示意图2 超疏水材料的用途超疏水材料在流体减阻中的应用超疏水表面的一个突出的性质是滑移效应的出现, 这一点已被广泛认可[3]。
醋酸纤维素塑料的疏水性及表面改性研究
醋酸纤维素塑料的疏水性及表面改性研究研究背景：醋酸纤维素塑料具有许多优良的性质，例如生物可降解、可再生、良好的机械性能等，因此在塑料制品领域受到广泛关注。
然而，由于其亲水性较强，醋酸纤维素塑料的表面容易吸湿，导致塑料品质下降。
因此，研究如何提高醋酸纤维素塑料的疏水性和改性表面成为当前研究的热点。
1. 醋酸纤维素塑料的疏水性研究疏水性表现为材料表面与液体接触角的大小，接触角越大，表面疏水性越好。
醋酸纤维素塑料的疏水性主要受到以下因素的影响：1.1 材料成分：醋酸纤维素塑料体系的成分可以通过改变醋酸纤维素的含量、添加其他疏水性添加剂等来调整，从而改变其表面的疏水性。
1.2 表面形态：研究发现，通过在醋酸纤维素塑料表面形成微纳米结构，可以增加其表面积，改变表面能，从而提高疏水性。
1.3 表面含水量：醋酸纤维素塑料表面吸附的水分会降低其疏水性，因此通过调节材料表面的含水量，例如通过真空干燥等方式，可以提高醋酸纤维素塑料的疏水性。
2. 醋酸纤维素塑料的表面改性研究除了调整材料本身的疏水性外，通过表面改性也可以有效提高醋酸纤维素塑料的疏水性。
常用的表面改性方法包括物理法和化学法。
2.1 物理法表面改性：物理法表面改性主要包括等离子体处理、溶剂处理、湿润剂涂层等。
这些方法主要通过改变材料表面的形态、结构或其他性质，从而提高疏水性。
2.2 化学法表面改性：化学法表面改性主要是通过在醋酸纤维素塑料表面引入疏水性基团，改变其表面化学性质，进而实现疏水性的提高。
常用的化学改性方法包括引入疏水性聚合物、疏水硅烷偶联剂等。
3. 研究进展与应用前景醋酸纤维素塑料的疏水性及表面改性方面的研究还处于起步阶段，但已经取得了一些有益的进展。
近年来，一些研究人员通过调整醋酸纤维素塑料的成分、表面形态以及表面改性方法，成功地提高了其疏水性，改善了在实际应用中的性能。
在实际应用中，提高醋酸纤维素塑料的疏水性可以使其应用于更广泛的领域。
例如，将疏水性改善的醋酸纤维素塑料应用于包装材料、餐具和医疗器械等领域，不仅有助于提高产品的质量和寿命，还具有良好的环保特性。
金属表面疏水性质测试及疏水化方法研究
技术应用与研究2018·06108Chenmical Intermediate当代化工研究金属表面疏水性质测试及疏水化方法研究＊赵海程（北京市第三十五中学 北京 100035）摘要：近年来，超疏水材料在自清洁、金属防腐、防覆冰、油水分离和管道运输减阻等领域具有巨大的应用价值。
本文选取了最常用的两种金属铜（Cu）和铁（Fe），利用几种超疏水改性方案的结合并比对，研究得出一种在金属基底上最为有效的超疏水改性方案。
关键词：超疏水；疏水；金属；电镀；表面修饰中图分类号：T 文献标识码：AStudy on Hydrophobic Property Test and Hydrophobic Method of Metal SurfaceZhao Haicheng（No. 35 Middle School of Beijing City, Beijing, 100035）Abstract ：In this paper, the two most commonly used metals copper (Cu) and iron (Fe) are selected, and by combining and comparing severalsuperhydrophobic modification schemes, a superhydrophobic modification scheme which is the most effective on metal substrates is obtained.Key words ：superhydrophobic ；hydrophobic ；metals ；electroplating ；surface modification1.引言金属易发生化学腐蚀和电化学腐蚀的性质使金属材料应用时的腐蚀情况尤为严重。
超疏水改性就是防治金属腐蚀的方法之一。
本文使用盐酸腐蚀、氨水浸泡、硝酸银溶液浸泡来提升表面粗糙度，用1H,1H,2H,2H－全氟癸基三乙氧基硅烷浸润改性来提升其表面自由能，以简单的过程制得了疏水性优异的铁片和铜片表面。
超疏水复合材料的制备与性能研究
超疏水复合材料的制备与性能研究随着科技的进步，超疏水材料在各个领域中发挥着重要的作用。
超疏水材料具有极强的疏水性能，可以在接触水体时形成极低的液体接触角，使水滴几乎无法附着在其表面。
因此，超疏水材料被广泛应用于防水材料、自洁材料、减阻材料以及液体传输等领域。
近年来，研究人员不断改进超疏水材料的制备方法和性能，以满足不同应用场景的需求。
一、制备方法制备超疏水材料的方法有很多种，其中一种常用的方法是通过表面修饰技术提高材料的疏水性能。
表面修饰技术可以通过改变材料表面的形貌和化学成分，使其具有超疏水特性。
在形貌方面，研究人员常采用纳米结构的方法来改变材料的表面形貌。
例如，研究人员可以使用溶液法在材料表面形成一层微纳米结构的阵列，这种结构能够增加材料的表面积，从而提高其疏水性能。
此外，还有一种方法是通过电解沉积技术在材料表面形成微米级的结构，这种结构能够进一步增强材料的疏水性能。
在化学成分方面，研究人员通常使用化学涂层来改变材料的表面化学性质。
例如，研究人员可以在材料表面形成一层纳米级的氧化硅膜，这种膜能够阻止水分子的渗透，从而提高材料的疏水性能。
此外，还可以通过在材料表面引入一些含有疏水基团的有机物质，来改变材料的表面化学性质。
二、性能研究超疏水复合材料具有许多优异的性能，这些性能使其在各个领域中得到广泛应用。
首先，超疏水材料具有优异的抗水性能。
由于其疏水特性，超疏水材料可以在水体中形成一层微小的气泡层，使其具有出色的防水性能。
这一特性使得超疏水材料在防水材料中得到广泛应用，如建筑材料、纺织材料等。
其次，超疏水材料具有良好的自洁性能。
超疏水材料表面的疏水性能使其几乎不会被水滴附着，也不易被污染物黏附。
这一特性使得超疏水材料具有较好的自洁性能，能够自动排除表面的灰尘和污染物。
这种性能对于减少清洗和维护工作非常有益。
此外，超疏水材料还具有减阻性能。
由于其极低的液体接触角，超疏水材料表面对水滴的摩擦力非常小。
二氧化硅疏水涂层的水下减阻性能研究
ｐａ ｅ ｉ ａ ｉｌ ｒ ｉ ｈ ｉ ｕ ｔ ｔ ｉｔｅｂｙ ｐ ｏ ｕｃｓＸＲＤ ｎａｙ ｉ ｈｏ ｄ ｈａ ｈｅｓｒ ｃｕ ｅ ｏ Ｏ２ｍ ｉｒ ｓ ｒ ｄ Ｓ Ｏ２ｐ ｒ ｃｅｓｗｅ ｅ ｈ ｇ ｎ ｐ ｒ ｙ ｗｉｈ ｌｔｌ — ｒ ｄ ｔ． ｔ ｉ ａ ｌｓｓｓ ｗｅ ｔ ｔｔ ｔ ｔ ｒ ｆＳｉ ｃ ｏ ｐｈｅｅ ｕ ｒｓ
摘 要 ： 用 溶 胶 一 胶 法 中 的 Ｗｅ ｒ ｔ ｅ 方 法 制 备 二 氧 化 硅 颗粒 ， 添 加 于 聚偏 二 氟 乙 烯 中 ， 采 凝 ｍｅ Ｓ ｂ ｒ ｓ 并 喷涂 在 钢 片表
面 ． 得 类似 荷 叶表 面 结 构 的疏 水 涂 层 。红 外 光 谱 测 试 结 果显 示 ， 备 的二 氧 化 硅 颗 粒 纯 度 较 高 ， 产 物 少 。ｘ 射线 制 制 副 衍 射 结 果 表 明 ． 氧化 硅 颗 粒 为 无 定 形 结 构 。 疏 水 涂 层 表 面 的 扫 描 电 镜 照 片 表 明 ， 面 颗粒 形 貌 均一 ， 散 性 好 ， 二 表 分 具 有仿 生微 粗 糙 结 构 得 涂 层 水 接 触 角 为 １ ３。 阻 测 试 结 果 表 明 ， 雷 诺 数 下 ， 阻 率 大 大 高 于普 通 聚 偏 二 氟 乙 烯 测 ３。减 低 减
无 机 盐 工 １ ０ ２年 ９月
Ｉ ＮＯＲＧＡＮＩ Ｃ ＣＨＥＭＩ ＣＡＬＳ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
神奇的超疏水材料：我虐水滴千百遍水滴待我如初恋
神奇的超疏水材料：我虐水滴千百遍，水滴待我如初恋！神奇的超疏水材料：我虐水滴千百遍，水滴待我如初恋！一盆水泼向一块金属板，水珠像钢珠一样滚落，金属板仍然干爽；一只船桨浸入水缸，拿出来竟然未带出一滴水珠，就像是从没放进去过一样；一杯水倒在一块经过特殊处理的玻璃板上，水紧紧靠在中央“不越雷池半步”，即使用手搅出来一两滴也立即跑回去……这些违背我们肉眼“常识”的现象，就是“超疏水材料”捣的鬼。
这种通过改变材料的表面自由能和表面粗糙度获得的新型材料，灵感来自于自然界中的荷叶。
由于其防水、防腐蚀、抗菌的特殊效果，如今已经成为国际热门的研究领域，可以在环保、工业、医疗等各种你想象不到的领域大展身手。
一、超疏水简介超疏水技术是一种具有特殊表面性质的新型技术，具有防水、防雾、防雪、防污染、抗氧化、防腐蚀和自清洁以及防止电流传导等重要特点，在科学研究和生产、生活等诸多领域中有极为广泛的应用前景。
超疏水技术对于建筑工业、汽车工业、金属行业等的防腐防锈及防污也很有现实意义。
特别是近年来的微电子系统、光电子元器件及纳米科技等高新技术的高速发展，给超疏水涂层的研究和应用于勃勃生机。
超疏水材料的研究以诗句“出淤泥而不染，灌清涟而不妖”为契机，以科学的手段向我们解释这一奇特的自然现象，荷花表面覆盖的天然超疏水薄膜，使得水滴聚集成股，顺势流下，冲刷着荷叶表面的淤泥，营造了出淤泥而不染的状态。
因此荷叶在雨后会变得一尘不染，这种现象在生活中很常见，我们称之为“荷叶效应”。
二、超疏水现象荷叶效应--超疏水性原理为什么“粗糙”表面能产生超疏水性呢?对于一个疏水性的固体表面来说，当表面有微小突起的时候，有一些空气会被“关到”水与固体表面之间，导致水珠大部分与空气接触，与固体直接接触面积反而大大减小。
由于水的表面张力作用使水滴在这种粗糙表面的形状接近于球形，其接触角可达150度以上，并且水珠可以很自由地在表面滚动。
即使表面上有了一些脏的东西，也会被滚动的水珠带走，这样表面就具有了“自清洁”的能力。
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实验在北京大学低湍流度水洞中进行 ,该水洞实 验段为 0. 4m × 0. 4m × 6. 0m 。实验平板模型尺寸分 别为 950mm × 392 mm × 5mm 。为适应不同的量程 ,实 验中采用了两种测力技术 : 量程为 1N 的单分量应变 式阻力天平技术 ( 本实验范围内对应于主流速度可大
Ξ
展 ,即液体浸润固体 ,θ = 0° 时叫完全浸润 ;θ 为钝角 时 ,液体在固体表面上收缩 , 即液体不浸润固体 , 当 θ=π 时成为完全不浸润 。称相应的液体和固体为 ( 不) 浸润液体和 ( 不) 浸润固体 。当液体为水时 ,相应 的固体称为亲水性和疏水性固体 。 在现实生活中 ,荷叶上的水珠是一个典型的疏水 现象的例子 。和亲水固体表面 ( 比如玻璃面) 相比 ,水 珠在荷叶上不仅接触角大于 90° , 而且在倾斜面上具 有更好的流动性 。由此启发人们 ,如果流动边界采用
余永生 ,魏庆鼎
( 北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室 , 北京 100871)
摘要 : 应用光滑的和粗糙的 、 亲水性的和疏水性的平板在水槽中进行了测力和边界层流场测量 ,以廓清壁面材 质、 粗糙度和雷诺数对壁面摩阻的影响 。实验结果表明 : 材料的疏水性和壁面的适度粗糙的共同作用才能表现出 明显的层流减阻效果 。 关键词 : 疏水性 ; 减阻 ; 粗糙度
) 壁面接触角 (° 70 98 55 124
壁面特征几何参数 板厚 5mm 薄膜厚 0. 08mm 网厚 0. 1mm ,网丝直径 0. 04mm ,网格目数 200 厚度为 0. 2mm ,粗糙度为 0. 1～0. 3mm 的随机粗糙壁面
图5 应变式单分量阻力天平原理及相应实验装置示意图
Fig. 5 A sketch for strain2gauge2drag2balance and experimental setup
Key words :wetting ; drag2reduction ; surface roughness
0 引 言
亲水性和疏水性是指水和固体表面接触时表现 出来的一种性质 。当液体与固体接触时 ,液体会沿着 固体表面扩展 , 这种现象称为液体与固体的浸润现 象 [1 ] 。通常用接触角来反映浸润的程度 。在液 、 固、 气三相的交界处作液体表面的切线与固体表面的切 线 ( 如图 1) ,两切线通过液体内部所成的夹角 θ即称 为接触角 。当接触角为锐角时 ,液体在固体表面上扩
Ξ 中图分类号 :O353. 5
文献标识码 : A
Experiments on the drag2reduction of non2 wetting materials
Y U Y ong2sheng , WEI Qing2ding
( State Key Laboratory of Turbulence and Complex System , Peking University , Beijing 100871 ,China)
1 实验装置及误差分析
1. 1 实验方案及实验装置
■ wetting surface □ highly water2repellent suface
采用平板模型在水洞中进行实验 ,通过在基材平 板表面 ( 有机玻璃 , 亲水性 ) 贴附不同亲水性材料 , 对
62
实 验 流 体 力 学 (2005) 第 19 卷
尺寸决定的α与 D 的比例系数 。阻力测量时的主流 速度监测及平板边界层平均速度剖面测量采用 TSI 公司的三维 LDV 流速计 。水流温度的测量采用量程 为 0～50 ℃,精度为 0. 1 ℃ 的水银温度计 。
1. 2 误差分析
该实验的重点是比较不同平板模型之间的阻力 , 由于不同模型工况下的主流速度 ,水流温度都略有变 化 ,将阻力和主流速度分别转化为无量纲阻力系数和 雷诺数后再进行比较 ,其定义分别如下 :
图4 高斥水性壁面显微图 ( 文献 [ 2 ])
Fig. 4 An picture of the highly w ater2repellent surface ( from[ 2] )
图3 不同壁面材料圆管轴向平均速度剖面 ( 文献 [ 2 ]) △润湿性壁面 ○高斥水性壁面
Fig. 3 The velocity profiles along the pipe for different sur2 face ( from[ 2] )
Abstract :As an initial study on the drag2reduction of water2repellent materials , the drag and boundary layer velocity profile of four plates are measured in a water tunnel . The plates have the same shape but differ2 ent water2repellent qualification and surface qualification. They are specified as wetting and smooth , non2wet2
比模型的阻力性能 ,同时测量平板边界层平均速度剖 面 。共有四类不同的壁面 , 即亲水性光滑壁面 、 亲水 性粗糙壁面 、 疏水性光滑壁面和疏水性粗糙壁面 。表
1 给出了四类模型的物理参数 。
于 0. 7m/ s) 和位移量程为 50mm 的悬线位移式阻力测 量技术 ( 本实验范围内对应于主流速度不大于 0. 2m/ s) 。 图 5 为单分量应变式阻力天平的原理示意图以 及相应的模型安装示意图 。用竖直方向上的钢丝将 平板水平悬挂在试验段中央 ,测力天平的两根传力杆 与处于平衡位置的平板后缘接触 。传力杆没入水中 的部分的截面为弦长 30mm 、 最大厚度 3mm 的翼型剖 面 ,以减少天平传力杆的干扰力 。
ting and smooth , wetting and rough , non2wetting and rough plates , respectively. Drag reduction appears in laminar flow when the non2wetting plate is compared with the substrate wetting and smooth plate. But the other two plates show no obviously difference among the substrate plate. So the drag reduction of non2wetting materi2 als is confirmed to be the co2laboring effect of the water2repellent qualification and surface structure of the sur2 face material . The measured velocity profile suggests that the non2wetting and rough surface had brought for2 ward the transition of laminar boundary and it is dictated that the drag2reduction of non2wetting rough plate mainly results from the laminar flow drag2reduction.
第 19 卷 第2期
实
验
流
体
力
学
2005 年 06 月 文章编号 : 167229897 (2005) 0220060207
Journal of Experiments in Fluid Mechanics
Vol. 19 ,No. 2 Jun. ,2005
疏水性材料减阻特性实验研究
图2 不同壁面材料圆管阻力系数2雷诺数曲线 ( 文献 [ 3 ]) ■非疏水性壁面 □高疏水性壁面
Fig. 2 The tube flow drag coefficient2Reynolds number curves for materials of different wetting quality( from[ 3] )
表1 不同类别平板模型的物理参数
Table 1 The physical quality of the plates
模型类别 亲水性光滑壁面 疏水性光滑壁面 亲水性粗糙壁面 疏水性粗糙壁面 构成方式 基材平板 ( 有机玻璃) 基材平板上贴附聚四氟乙烯薄膜 基材平板上贴附不锈钢网 基材平板上喷涂聚四氟乙烯乳液
■ wetting surface □ highly water2repellent suface
Watanabe 提出的物理解释具有直观的物理意义 , 只是在此基础上至少有两个问题值得考虑 。第一 ,什 么是疏水材料层流减阻的主要因素 ? 是材料的疏水 性 ? 是壁面带有凹纹 ? 还是材料的疏水性和壁面凹 纹两者的结合呢 ? 第二 ,为什么带有凹纹的疏水材料 壁面在层流时能减小摩阻而在湍流时没有减小摩阻 的效果呢 ? 本研究的主要目的就是要探索第一个问 题的答案 。
收稿日期 : 2004205201 ;修订日期 : 2003212215 基金项目 : 国家自然科学基金 ( 基金编号 10172007) 作者简介 : 余永生 (19742) ,男 ,贵州遵义人 ,北京大学博士生 ,中国空气动力研究与发展中心助理研究员 .
第式阻力测量法的原理及相应的实验装 置见示意图 6 。平板模型被钢丝水平地自由悬挂在 水洞中央 ,受到阻力作用后平板将沿流向向后漂移 , 重新平衡后悬线位置与原始位置的夹角为 α。两台 激光测振仪固定在水面上方同一高度 ,激光光路各自 从激光探头至同一流向位置的两条悬线上的激光反 射点 ,且光路平行于流动的主流方向 。由于平板迎角 为 0° ,所以平板的升力也为 0 。而且 ,有 : ) ≈ G α = Kd GD ( 1) f = G・ tg (α 式中 f 是平板所受水流阻力 , G 为平板模型在水 中的重量 , D 为激光测振仪测得的两条悬线上激光 反射点沿流向位移的平均值 , Kd 为由实验装置几何