文献类型：会议

作　　者：周小明 姜燕妮 李韫良

作者单位：河海大学机电工程学院能源与动力工程系

会议文献：第十一届全国流体力学学术会议论文摘要集

会议名称：第十一届全国流体力学学术会议

会议日期：20201203

会议地点：中国广东深圳

出版日期：20201200

学会名称：中国力学学会

语　　种：中文

摘　　要：热毛细对流又称为热Marangoni对流,是由流体自由表面(界面)温度分布不均匀而引起表面张力梯度驱动的流体流动,其热质传输特性和流动不稳定性是传热学和微重力流体力学共同关注的课题。目前,研究者们对热毛细对流不稳定性开展了广泛的研究,然而,如何有效地延缓或控制热毛细对流失稳仍缺乏有效的手段。作者在早期的研究中发现,施加外部磁场能够有效抑制双层流体热毛细对流不稳定性。刘秋生等发现施加垂直高频振动可以抑制两层流体系统的Rayleigh-Marangoni-Benard对流流动,并推迟对流不稳定性的发生。然而,以上方法存在灵活性和精确性方面有待进一步改进,因此,需要发展更为灵活、精准、有效的调控方法。本文首次提出利用激光光热效应对热毛细对流进行主动控制,通过数值模拟的方法研究光热效应作用下矩形液池内热毛细对流热质传输特性,以揭示激光光热效应对稳态热毛细对流的作用机理。图1为物理模型,为单层矩形液池,内部流体为硅油,左右壁面实行温差加热,其中左侧低温壁面温度为T,右侧高温壁面温度为T。在水平左右温差作用下,流体自由表面存在的表面张力梯度驱动热毛细对流的形成。流体自由表面处通过激光的光热效应实施局部加热,在光斑加热下产生一个热流密度来实现对热毛细对流的调控。本文利用控制变量法,对激光加热的功率、光斑大小和光斑位置的变量因素,分析激光强度、位置、光斑半径大小对热毛细对流的作用,揭示了激光加热控制参数对热毛细对流流动的影响,为实现热毛细对流不稳定性的主动调控提供了理论指导。

关 键 词：光热效应  热毛细对流 主动调控  表面张力  

分 类 号：O363.2]