[发明专利]一种基于粘弹性湍流振荡效应的液滴剥离方法及装置

权利要求书

1.一种基于粘弹性湍流振荡效应的液滴剥离方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、设计模拟束缚液滴的几何通道；

S2、根据几何通道选择牛顿流体和不同德博拉数的粘弹性流体作为驱替液；

S3、通过数值模拟得到不同流体作为驱替液的情况下液滴的剥离情况；

S4、基于数值模拟结果得出，调节粘弹性流体的德博拉数超过临界德博拉数，束缚液滴即可被剥离。

2.根据权利要求1所述的基于粘弹性湍流振荡效应的液滴剥离方法，其特征在于，所述步骤S1中，设计的几何通道包括盲端几何通道和“X”结构几何通道。

3.根据权利要求2所述的基于粘弹性湍流振荡效应的液滴剥离方法，其特征在于，所述盲端几何通道包括主流通道和位于所述主流通道下方的盲端孔，非湿润液滴沉积在所述盲端孔的中间底部，非润湿液滴之外为驱替液。

4.根据权利要求2所述的基于粘弹性湍流振荡效应的液滴剥离方法，其特征在于，所述“X”结构几何通道包括交叉为“X”形结构的主流通道，“X”形结构角落处分布四个非润湿液滴。

5.根据权利要求1所述的基于粘弹性湍流振荡效应的液滴剥离方法，其特征在于，所述步骤S2中，配置一种牛顿流体和九种松弛时间τ_el分别为0.01s、0.1s、0.5s、1s、2s、5s、14s、20s、40s的粘弹性流体，使粘弹性流体的德博拉数De在0至400之间变化；雷诺数Re和毛细管数Ca分别为0.04和5×10^-4。

6.根据权利要求1所述的基于粘弹性湍流振荡效应的液滴剥离方法，其特征在于，所述步骤S3中，利用基于粘弹性流体多相流动的LBM模型进行数值模拟，得到不同驱替液下的液滴剥离情况，得出粘弹性流体产生的粘弹性湍流振荡对液滴具有剥离作用。

7.根据权利要求1所述的基于粘弹性湍流振荡效应的液滴剥离方法，其特征在于，所述步骤S4中，根据无量纲平均涡度与之间单调递增的关系，将德博拉数De划分为两个区域：其中德博拉数De小于临界德博拉数，表示捕获区域，另一个则是提取区域；

随着粘弹性流体的德博拉数De增加，粘弹性湍流振荡强度不断增加，通过调节粘弹性流体的德博拉数De使之超过临界德博拉数，被束缚的液滴即可被剥离出来。

8.一种基于粘弹性湍流振荡效应的液滴剥离装置，其特征在于，包括：

几何通道设计模块，用于设计模拟束缚液滴的几何通道；

驱替液配置模块，用于根据几何通道选择牛顿流体和不同德博拉数的粘弹性流体作为驱替液；

数值模拟模块，用于通过数值模拟得到不同流体作为驱替液的情况下液滴的剥离情况；

分析模块，用于基于数值模拟结果得出，调节粘弹性流体的德博拉数超过临界德博拉数，束缚液滴即可被剥离。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1-7任一项所述的液滴剥离方法。

10.一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如权利要求1-7中任一项所述的液滴剥离方法。