热能系刘树红课题组在空泡
来源:留言网 发表于2019-07-20 16:44:54 编辑:西城男孩
摘要: 8月29日电? 8月25日,清华大学热能系2019级博士生吴晟基,在导师刘树红教授、左志钢助理研讨员的指导下,与美国普林斯顿大学霍华德斯通(Howard A. Stone)教

 

热能系刘树红课题组在空泡

 

热能系刘树红课题组在空泡

8月29日电? 8月25日,清华大学热能系2019级博士生吴晟基,在导师刘树红教授、左志钢助理研讨员的指导下,与美国普林斯顿大学霍华德·斯通(Howard A. Stone)教授协作,在《物理谈论快报》(Physical Review Letters)宣布了题为《自在沉降球形颗粒在激光诱发空泡效果下的运动》(Motion of a Free-settling Spherical Particle Driven by a Laser-induced Bubble)的研讨论文,初次系统研讨了空泡-颗粒的相互效果,发现了颗粒高速喷发现象,并提醒了空泡-颗粒相互效果的流体动力学机理。吴晟基为论文榜首作者,刘树红为通讯作者。

亚洲地区大部分河流含沙量高,此含沙水流经水力机械时,空化引起的空蚀和泥沙磨损是形成机组活动部件损坏的两个首要要素。空化是指液体中因为压力下降形成的汽泡剧烈成长和溃灭的物理进程,其对固体壁面的损坏简称空蚀;而河流中若含沙浓度高于0.4%时便会引起过流部件的泥沙磨损。工程实践标明,比较空蚀、泥沙磨损的独自效果,含沙水空蚀严峻加重了过流部件的损坏,大大下降了机组的安全性与使用寿命,而其或许的联协效果机制与空泡-颗粒相互效果的微观机理密切相关。现在相关研讨还不充沛,有待进一步的探究与发现。此外,空泡-颗粒相互效果的景象也广泛存在于如超声清洗,肾结石铲除等多范畴。

激光诱发单空泡与PMMA颗粒之间的四种相互效果

吴晟基搭建了激光诱发单空泡与自在沉降单颗粒相互效果机理实验台,并在此基础上初次系统剖析了自在沉降颗粒与空泡的相互效果。在实验中,该研讨观测剖析了空泡-颗粒相互效果下的气、液、固三相触摸现象,并捕捉到了空泡诱发颗粒(颗粒粒径100微米~500微米)速度高达60m/s喷发现象。经剖析,此高速喷发的颗粒足以对常见的钢制资料形成严峻损坏,或许成为含沙水空蚀损坏加重的潜在机理。在理论剖析方面,凭借热能系流体工程讲席教授团组渠道,与美国普林斯顿大学霍华德·斯通教授协作,建立了颗粒-空泡相互效果物理模型,概括了空泡-颗粒相互效果的影响要素,提醒了颗粒被喷发的最大速度的发生机理。

审稿人点评当时研讨为 一个重要的新范畴 。该研讨成果对了解空泡-颗粒相互效果的物理实质,解说水力机械含沙水条件下空蚀损坏急剧恶化的微观机理具有重要价值。刘树红课题组首要致力于空化机理、空泡动力学、心脏泵及航天航空流体机械等研讨。

此项研讨得到了清华大学热能系流体工程讲席教授团组支撑和协助。该讲席教授团组成立于2019年,榜首期由罗忠敬教授担任首席,林寿海教授、霍华德·斯通等世界尖端的流体力学专家为讲席教授。一起,该研讨还获得了国家自然科学基金及水沙科学与水利水电工程国家重点实验室敞开基金支撑。

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