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臺灣博碩士論文加值系統

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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:李雄略李雄略引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:動力機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
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:dropletfree surfacebubblecontact anglesurface tensionnumerical 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

[6] Jeffrey S.Allen,”An analytical solution for determination of small contact angles freom sessile drops of arbitary size, Journal of Colloid and Interface Science,Vol.261,pp.481-489,2003

[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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