材料表面浸润性能的研究具有非常重要的意义,具有超亲水和超疏水性能的材料为开发特殊功能器件提供了可能。基于光滑耗散粒子动力学(SDPD)方法的多相流模型对超亲水和超疏水浸润现象进行了研究,结果表明接触角为30°~135°时,模型能基本满足计算精度的要求,但超出这个范围,计算结果的误差较大。通过系统分析,为计算误差偏大的各类浸润问题的研究提出了改进建议。

研究表面微观结构对液滴动态润湿性能的影响,具有重要的科学意义和工程应用价值。多体耗散粒子动力学(MDPD)方法是一种介观尺度的模拟方法,可以实现不同微结构表面与流体间的相互作用。通过与实验和模拟结果进行对比的方法验证了液滴浸润固体壁面模型的准确性和可行性,系统研究了微结构参数对表面浸润性能的影响。结果表明微柱高度对液滴浸润状态的影响并不是一直存在,微柱高度为1时,固壁表面均表现为亲水;微柱高度为2时,随着面积分数的增大,固壁表面由疏水变为亲水;微柱高度超过阈值2时,固液作用基本不会改变。

柴油机优良的冷却性能对提高其工作性能和气缸盖可靠性起着非常重要的作用。以某V型12缸水冷发动机的冷却水腔为研究对象，采用流体分析软件FLUENT对缸盖及其冷却水腔内的流动与传热进行数值模拟计算，得到冷却水在缸盖复杂水腔内的三维流场分布与进出水孔的流量，并详细分析了其流场、压力场、温度场及换热情况，为该型柴油机气缸盖冷却水腔的结构优化设计提供一定的参考依据，从而提高内燃机的工作性能和气缸盖的可靠性。模拟计算结果表明：冷却水腔的流动均匀性可以达到该发动机的冷却要求；流经各缸的冷却液流量分配合理；“鼻梁区”冷却效果较好，且“流动死区”能满足冷却需求。通过对气缸盖内冷却液流动的优化，可以有效地提高整机及气缸盖的冷却效率。