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研究生: 江俊緯
論文名稱: 靜態液滴與氣泡形狀之數值計算
指導教授: 李雄略
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年: 2004
畢業學年度: 92
語文別: 中文
論文頁數: 22
中文關鍵詞: 液滴自由液面氣泡接觸角表面張力數值模擬
外文關鍵詞: droplet, free surface, bubble, contact angle, surface tension, numerical simulation
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  • 本文的目的,在透過數值計算,探討在平板上附著的靜態液滴與氣泡,處於不同的長度,以及板壁的親疏水材質下,體積和形狀的變化情形。在數值計算的技巧上,引用Lee and Lee [7]的方法,計算量小,同時能精準的得到各個接觸角下自由液面的位置與形狀。
    在經過計算之後,發現給定液滴長度及液滴與板壁間的接觸角兩個參數條件之下,得到的形狀解答,有不唯一的特性。另外,在各個接觸角下,可以找到能吸附在平板上的液滴及氣泡體積的最大值,且當接觸角越大的時候,這一項數值就越小。定量的接觸角與最大體積間的關係,可以作為實際設計工業產品上的參考。


    目錄 摘要 I 誌謝 II 目錄 III 圖目錄 V 符號說明 VI 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 文獻回顧 1 1.3 本文目的 3 第二章 理論分析 4 2.1 問題描述 4 2.2 液滴的方程式推導與無因次化 4 2.3 氣泡問題的分析 7 第三章 數值方法 9 3.1 主軸曲率 9 3.2 方程式與邊界條件 9 3.3 自由液面形狀的計算 10 3.4 計算步驟 10 第四章 結果與討論 14 4.1參數的給定 14 4.2 多解的特性 14 4.3 Bo以及對水滴形狀的影響 17 4.4 接觸角對形狀的影響 19 4.5 力平衡的檢測 19 第五章 結論 21 參考文獻 22 附錄A 附圖

    [1] J.Eggers and T.F. Dupont,”Drop formation in a one- dumensional approximation of the Nsvier-Stokes equation,”J.Fluid Mech. Vol. 262 ,pp.205-221,1994.
    [2] R.M.S.M Schulkes,” The evolution and bifercation of a pendant drop,”J. Fluid Mech. Vol.278,pp.83-100 ,1994.

    [3] Zhang, D.F and Stone ,”H.A.,”Drop formation in viscous flows at a vertical capillary tube,” Physics. Fluids Vol.9,pp.2234-2242,1997.

    [4] Zang, X. Z.,”Dynamics of growth and breakup of viscous pendant dorops into air,”Journal of Colloid and Interface Science, Vol.212 , pp.107-122, 1998.

    [5] O.I. del Rio and A. W. Neumann,”Axisymmetric drop shape analysis:computational methods for the measurement of inrerfacial properties from the shape and dimensions of pendant and sessile drops, ”Journal of Colloid and Interface Science,Vol.196,pp.136-147,1996

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    [7] Lee, S.L. and Lee,H.D., “Evolution of the liquid meniscus in a capillary-force-dominant flow,” The 14th International Symposium on Transport Phenomena,2003.

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