通过粒子辅助水滴模板法制备超疏水材料

利用水滴模板法成功制备出孔径可控的具有结构规则的聚合物多孔膜,并以所制备多孔膜为模板利用反向复刻法复制孔洞阵列结构,得到具有微米级突起阵列结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜片,然后将事先排布好的二氧化硅微球阵列通过热压印法转移到具有微米级突起结构的PDMS膜片上,然后成功制备出具有微纳米复合突起结构的膜片。通过对具有不同突起结构组合的PDMS膜片进行接触角测试发现,膜片的接触角随着其表面粗糙程度的增大而增大,即具有微纳复合结构膜片接触角((150.7±3.2)°)最大,达到了超疏水的效果;无突起结构膜片的接触角((108.9±3.1)°)最小;而仅具有微米级结构膜片的接触角((134.6±1.0)°)居中,这符合目前已知的物质表面浸润性与其表面粗糙度的关系。另外,经测试,具有微纳复合结构的膜片接触角最大达到155°,同时具有非常大的滚动角,使得这种膜片材料具备了粘性超疏水的性能,而这种特殊浸润表面性质可以在液体无损传输、生化分离等领域拥有巨大的应用前景。     

基于水滴碰冻效率的扩径导线防冰特性分析

输电线路导线覆冰危害电力输送安全，导线防冰/除冰方法一直是国内学者关注的焦点。近年来，利用扩径导线进行防冰的方法被一些学者提出。该文针对扩径导线防冰特性问题，对不同直径导线表面的水滴碰撞和冻结过程进行分析，研究了导线直径对水滴碰撞系数和覆冰速率的影响，提出扩径导线临界防冰直径D_p的计算方法，并对不同风速、水滴中值体积直径和不同温度条件下的D_p值进行了仿真计算。此外，通过不同直径铝管的自然覆冰试验对扩径导线的防冰性能进行了验证。研究结果表明：扩径导线表面的最大水滴碰撞系数随着直径的增大而减小，但水滴碰撞范围会扩大；由于导线表面的水滴捕获率和覆冰速率均随着直径的增大先增加后减小，利用扩径导线进行防冰需使其直径大于临界防冰直径D_p，风速、水滴中值体积直径越大，环境温度越高，D_p值越大。     

挑流水舌入水喷溅的水滴生成数值模型研究

挑流泄洪雾化与水滴的生成及运动特性密切相关，其中水滴的生成问题是一个关键。本研究使用欧拉方法和拉格朗日方法相结合，提出了一种新的数值模型，用于模拟挑流水舌入水喷溅的水滴生成。首先，采用流体体积法获取挑流水舌的形态、速度和湍流动能等背景场信息。然后，利用液滴破碎的能量平衡理论构建特征参数，计算喷溅水滴的生成位置和数量。最后，使用拉格朗日方法追踪水滴的运动轨迹，并将模拟结果与水工模型试验数据进行对比。结果表明，模拟获得的水舌挑距、水滴生成位置、水滴群分布和降雨强度分布与水工模型试验的观测情况和数据高度一致，验证了模型的准确性，为挑流泄洪雾化研究提供了新思路。     

透平叶轮内湿蒸汽凝结水滴流动的三维数值模拟

以水蒸汽为介质的透平膨胀机，其内部流场可能会出现湿蒸汽凝结现象，形成的水滴将进一步导致叶片损伤和机组效率降低。因此，研究透平叶轮内湿蒸汽凝结水滴的流动，对于评估叶片侵蚀损伤和气动设计，具有重要意义。本文在Euler-Lagrange两相流动模型的基础上，开发水滴示踪程序，用以捕捉三维流场中凝结水滴的运动轨迹。计算结果表明，该程序能较好地追踪水滴的运动及碰撞信息。     

调味芥末油中异硫氰酸酯含量的测定

本文论述了测定调味芥末油中异硫氰酸酯含量的新方法。以冰乙酸一苯为溶剂系统,使调味芥末油中的辛辣成分异硫氰酸酯(主要为烯丙基异硫氰酸酯)和哌啶发生均相反应生成双取代的硫脲。过量的哌啶在结晶紫作指示剂的条件下,用高氯酸的冰乙酸标准溶液滴定,然后计算出异硫氰酸酯的含量。     

水滴高速撞击风力机叶片的SPH-FEM耦合计算

基于SPH-FEM耦合方法，对水滴高速撞击叶片涂层表面后的动态过程及材料冲击响应进行计算。结果表明：水滴撞击后会出现两次接触力峰值，第一次是由水滴被压缩后形成的高压导致的，会在涂层表面形成较高的应力，但造成材料的塑性变形较小；第二次是由水滴内部的高压释放引起的横向扩散导致的，会在涂层表面造成较大的塑性变形，是导致叶片前缘损伤的主要因素；水滴速度的增加或涂层厚度的减小会导致更大的接触力，同时在涂层表面产生更大的塑性变形区域以及塑性应变。     

基于OoW技术的滚齿微量润滑设备研发与应用

油膜附水滴（OilsonWater,OoW）作为典型的增效微量润滑（Minimal Quantity Lubrication,MQL）技术，具有和大量浇注冷却油近乎相同的冷却性以及优异的润滑性能。基于OoW技术机制，开发功能先进的MQL产品，用于滚齿生产，并在实践中优化了加工参数。产品应用结果表明，滚齿MQL具有降低加工油烟、提高刀具寿命、扩大干切机床加工模数范围及降低二氧化碳排放等优异性能。该项技术的研发对传统齿轮行业升级改造、新型准干式切削机床开发以及建设绿色工厂具有重要意义。     

水滴撞击水平壁面的实验研究及数值分析

针对水滴撞击飞机表面时互相干扰，形成水滴铺展、回弹等动力学行为，使飞机结冰机理更加复杂的问题，对不同条件下水滴撞击壁面的影响特性展开研究。通过实验与数值模拟相结合的方法研究了水滴直径、壁面温度、壁面材料以及初始速度等条件与水滴的铺展和回弹过程之间的关系，并得到铺展系数与各影响参数之间的关联式。研究结果显示：增大水滴直径对最大铺展具有促进作用；壁面温度越大对水滴铺展越有利，但壁面温度过低时，会导致水滴底部冻结，铺展和回弹受限制；壁面材料为有机玻璃，对铺展最有利；水滴初始速度越大越有利于水滴铺展。     

基于改进智能水滴算法的梯级水库群调峰调度研究

针对智能水滴算法(IWD算法)存在种群多样性不足、易陷入局部最优、初期求解速度慢等缺陷，提出了改进的智能水滴算法(IIWD算法),该算法引入了Logistic混沌初始化方式及差分进化算法(DE算法)的差分变异算子，同时改进了自组织映射算法(SOM算法)的神经元更新方式并将其引入到IWD算法最优个体的次更新过程中，并将IIWD算法应用于梯级水库群调峰调度中，同时与IWD与DE算法进行对比，验证了该算法的高效性。     

用于水滴能量收集的叉指电极摩擦纳米发电机

近年来，摩擦纳米发电机在收集清洁和可再生水能能源领域中逐渐兴起，尽管摩擦纳米发电机具有高电压输出，但其实际应用受到较低输出电流的限制。为此引入叉指电极以提高摩擦纳米发电机的电输出性能。通过对摩擦纳米发电机的PTFE膜厚和电极宽度进行调控，优选出在一定面积内具有最高发电效率的参数。利用多物理场耦合仿真分析摩擦纳米发电机的工作原理，解析电荷转移过程中的电势分布，验证实验结果的有效性。研究发现，当PTFE膜厚为0.08 mm且电极宽度为25 mm时，摩擦纳米发电机具有最佳电输出特性，开路电压和短路电流分别为47.42 V和453 nA。此外，通过模拟实际雨天环境，该摩擦纳米发电机能够驱动至少28个LED灯珠。相关研究成果可为构建用于水滴能量收集的叉指电极摩擦纳米发电机提供参考，拓展摩擦纳米发电机用于雨水能量收集的实际应用。