辽宁省自然科学基金(20082143)
- 作品数：9 被引量：50H指数：5
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- 相关机构：大连海事大学中国北车集团大连机车车辆有限公司更多>>
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- 相关领域：理学机械工程动力工程及工程热物理一般工业技术更多>>
- 基于CFD的柴油机气缸套冷却水空化特性数值分析被引量：8
- 2010年
- 基于计算流体力学(CFD)方法对某型柴油机气缸套主推侧冷却水流场的空化动力学特性进行非定常数值模拟。通过观察缸套壁振动过程中冷却水腔内流场压力、水蒸汽汽含率和流速变化,分析了冷却水流场空化特性,研究了相关参数对模拟结果的影响。结果表明,缸套壁附近流场的绝对压力和水蒸汽汽含率均具有周期性变化特性,且与缸套壁的振动周期一致。振幅较大区域为缸套外壁面的中上区域,此处高、低压差较大(达到312.35kPa),低压在水的饱和蒸汽压附近,汽含率在4.7%～0.5%剧烈变化,此位置为冷却水主要空化区域。缸套振幅、振动频率和水温是影响冷却水空化特性的主要因素。振动频率和振幅分别增大30%,最大振幅壁面处高压分别增加50%和10%,流场空化程度增大。缸套壁振动的速度和加速度是影响流场空化程度的关键因素。
- 夏冬生张会臣张信伟
- 关键词：缸套空化计算流体力学流场分析
- 基于CFD方法的超声空化发生特性数值分析被引量：10
- 2009年
- 利用计算流体力学软件FLUENT对磁致伸缩超声振动仪中超声空化发生特性进行数值模拟。通过考察流场内的绝对压力、气含率以及流体速度的变化,分析了超声空化的发生特性,并分析了相关参数对模拟结果的影响。结果表明:试样振动时,试样中间区域为主要空化区域。边缘区域发生空化的概率很小,但该区域始终受到试样周边流体绕流的作用,会对试样的两个边缘产生"磨削"破坏。在次边缘区域,水蒸气泡在快速流动的过程中溃灭,因而会对试样表面造成辐射状"划痕"。在影响参数中,密度和质量力的欠松弛因子的取值影响模拟结果的准确性;RNGk-ε模型对低压较敏感;非平衡壁面函数与增强壁面函数对贴近壁面处的流体压力变化更加敏感;在空化模型中,水的气化压力越高,流场内的高低压降幅越小,压力变化越稳定,而试样表面的气含率分布差异更大;不可压缩气体质量分数越大,试样表面压降幅度越小,试样表面的平均气含率越高。
- 孙冰张会臣
- 关键词：超声空化计算流体力学流场分析
- 超疏水Ti6Al4V表面的制备及其润湿性被引量：9
- 2011年
- 为了使Ti6Al4V合金具有超疏水特性,采用激光技术加工规则点阵状纹理,然后采用自组装技术在试样表面制备自组装分子膜,得到了超疏水Ti6Al4V表面.激光加工构造的微米级点阵结构规整,形成了具有一定高度的类似锥台或柱状的凸起.通过激光加工和沉积自组装分子膜,Ti6Al4V试样表面的水接触角显著增大,最大可达到151°.将测得的接触角与分别用Wenzel模型和Cassie模型计算的理论值进行比较,实测结果更接近Cassie模型的结果.通过改变激光加工表面微结构的参数,可以控制表面接触角的大小.随着表面粗糙度值的增大,接触角呈增大趋势.当表面粗糙度大于4μm时,接触角均大于150°,形成超疏水表面.
- 连峰张会臣庞连云李杰
- 关键词：钛合金激光加工超疏水
- 基于激光加工和自组装技术硅基底超疏水表面的制备被引量：9
- 2010年
- 利用激光在硅基底上加工具有规则点阵结构的表面纹理,采用自组装技术在此硅表面制备全氟辛烷基三氯硅烷自组装分子膜。采用扫描电子显微镜和表面形貌仪对硅试样表面进行形貌分析,采用接触角测量仪测量试样的接触角。结果表明,激光加工后的硅试样表面纹理深度和表面粗糙度均随激光加工间距的增加而逐渐变大,试样表面的去除量随光照时间的增加而增大。通过激光加工和沉积自组装分子膜,硅试样表面的水接触角显著增大,最大可达到156°,且试样的水接触角随激光加工间距的减少而增大。试样接触角测量值与Cassie模型预测值相一致,当点阵直径与加工间距比<0.510时,硅试样表面为超疏水表面。
- 李杰张会臣连峰庞连云
- 关键词：超疏水激光加工接触角
- 激光表面纹理加工对Ti6Al4V空蚀性能的影响
- 2010年
- 采用激光表面改性的方法对Ti6Al4V合金进行纹理加工。采用表面粗糙度测试仪、接触角测量仪和X射线衍射仪对激光纹理加工试样的表面特性进行表征,采用磁致伸缩超声振动仪对试样的抗空蚀特性进行测试,采用光学显微镜和扫描电子显微镜对试样空蚀前、后的表面形貌进行观测。结果表明:经激光表面纹理加工,试样的硬度由337HV提高到550HV,水接触角增大10°;激光纹理加工试样的抗空蚀特性有所改善,特别是对于具有较小间距网格形状的表面纹理试样,其表面空蚀面积的比例小于抛光试样的1/10;激光纹理加工试样的抗空蚀特性的改善与硬度梯度效应、缓冲空泡运动和限域作用等效应相关。
- 连峰张会臣高玉周庞连云
- 关键词：钛合金表面纹理空蚀激光加工
- 表面纹理和表面膜对Ti6Al4V合金空蚀特性的影响被引量：3
- 2011年
- 为研究表面纹理和表面膜对材料抗空蚀特性的影响,采用激光表面改性的方法对Ti6Al4V合金进行纹理加工,在纹理加工试样上采用自组装技术制备自组装分子膜。采用接触角测量表征试样的表面特性,通过对试样的抗空蚀特性进行测试和对试样空蚀前后的表面形貌进行观测,分析试样的空蚀发生机制。结果表明,Ti6Al4V试样上激光加工表面纹理可显著提高其抗空蚀能力,纹理加工试样上制备自组装分子膜,由于具有疏水特性可以进一步改善试样的抗空蚀能力;网格纹理试样的抗空蚀能力由于表面硬度高、硬度梯度大及突起高硬度点分布均匀而强于直线纹理试样;沉积薄膜纹理试样的抗空蚀能力随着间距的增大而增大,未沉积薄膜试样的抗空蚀能力随着间距的增大而减小。
- 连峰张会臣高玉周庞连云
- 关键词：钛合金空蚀激光加工表面纹理
- 激光表面纹理加工Ti6Al4V空蚀的形貌特征被引量：2
- 2010年
- 为提高钛合金的抗空蚀性能,采用激光对Ti6Al4V合金进行表面纹理加工.采用维氏显微硬度计对试样的横截面硬度进行表征,采用磁致伸缩超声振动仪对试样的抗空蚀特性进行测试,采用扫描电子显微镜对试样空蚀形貌进行观测.结果表明,经激光表面纹理加工后,试样的表层硬度均得到明显提高.直线纹理试样空蚀的形貌特征为纹理突起处呈海绵状,网格纹理试样空蚀的形貌特征为纹理突起处出现针孔和疲劳裂纹及由脆性断裂引起材料剥离脱落产生的空蚀坑,状点纹理试样表面仅出现麻点状空蚀特征.各种纹理的凹陷处均无明显的空蚀特征,抗空蚀性能均得到明显增强.
- 庞连云连峰高玉周张会臣
- 关键词：钛合金空蚀激光加工表面纹理
- 表面膜对点阵结构Ti6Al4V表面超疏水特性的影响被引量：5
- 2012年
- 采用激光加工在Ti6Al4V试样表面加工不同间距的点阵结构,采用自组装技术制备4种自组装分子膜。通过表面形貌和接触角的测量表征试样的表面特性。结果表明:通过激光点阵加工和沉积自组装分子膜,可显著增加Ti6Al4V试样的水接触角。长链分子FDTS、FOTS和OTS制备的自组装分子膜,使Ti6Al4V试样的接触角均大于150?,形成超疏水表面,其中沉积FDTS自组装分子膜时,试样的接触角最大,可达164.5?。沉积短链分子MPS自组装分子膜时,只有当激光加工间距为50μm时,试样方可形成超疏水表面;间距增大后,试样表面变成疏水表面。沉积4种自组装分子膜时,试样的接触角均随激光点阵加工间距的增大而减小。
- 连峰张会臣庞连云朱海波
- 关键词：钛合金激光加工点阵结构超疏水
- Ti6Al4V表面纹理制备及其润湿性被引量：7
- 2011年
- 采用激光加工技术在Ti6Al4V表面分别加工直线、网格和具有规则点阵状结构的表面纹理,采用自组装技术制备自组装分子膜。采用扫描电镜、形貌分析仪和接触角测量仪对成膜后的钛合金表面进行形貌和接触角的表征与测量。结果表明,通过激光加工和沉积自组装分子膜,可显著增大Ti6Al4V的水接触角。其中直线纹理的试样表面水接触角可达124.8°,网格纹理的试样表面接触角可达126.1°,点阵状纹理的试样表面接触角可达151.6°。表面接触角与表面粗糙度相关,随着表面粗糙度值的增大,接触角呈增大趋势,当表面粗糙度>4μm时,接触角均>150°,形成超疏水表面。
- 连峰张会臣庞连云
- 关键词：钛合金激光加工超疏水
