| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-16页 |
| 1.1 选题背景及研究的目的和意义 | 第10-11页 |
| 1.1.1 课题来源 | 第10页 |
| 1.1.2 壁面微沟槽减阻研究的目的和意义 | 第10-11页 |
| 1.2 壁面微沟槽结构浸润性及疏水性减阻研究现状 | 第11-14页 |
| 1.2.1 壁面微结构浸润性研究现状 | 第11-12页 |
| 1.2.2 疏水性微沟槽结构减阻研究现状 | 第12-14页 |
| 1.3 仿真软件 | 第14-15页 |
| 1.3.1 Gambit | 第14-15页 |
| 1.3.2 Fluent | 第15页 |
| 1.4 课题主要研究内容 | 第15-16页 |
| 第2章 微沟槽浸润与减阻理论基础及其建模 | 第16-32页 |
| 2.1 引言 | 第16页 |
| 2.2 疏水性概念及其理论模型 | 第16-18页 |
| 2.2.1 表面疏水性基本概念 | 第16页 |
| 2.2.2 表面疏水性理论模型 | 第16-18页 |
| 2.3 疏水性微沟槽结构表面减阻理论 | 第18-20页 |
| 2.3.1 第二涡群理论 | 第18-19页 |
| 2.3.2 突出高度理论 | 第19-20页 |
| 2.4 近壁区湍流结构模型 | 第20-23页 |
| 2.4.1 流体湍流运动特性 | 第20-21页 |
| 2.4.2 湍流边界层的分层结构 | 第21-22页 |
| 2.4.3 壁面附近流场的湍流猝发现象 | 第22-23页 |
| 2.5 浸润性仿真模型中自由表面跟踪方法及其选择 | 第23-25页 |
| 2.5.1 流体体积函数（VOF）方法捕捉自由表面 | 第24页 |
| 2.5.2 流体体积函数（VOF）方法的界面重构理论 | 第24-25页 |
| 2.5.3 流体体积函数（VOF）方法的表面张力处理技术 | 第25页 |
| 2.6 疏水性微沟槽表面浸润性模型可靠性验证及其建模 | 第25-28页 |
| 2.6.1 VOF模型可靠性验证 | 第25-27页 |
| 2.6.2 液滴在疏水性微沟槽表面的计算域建模 | 第27-28页 |
| 2.6.3 微沟槽表面疏水性分析与评价方法 | 第28页 |
| 2.7 微沟槽结构的流场计算域建模 | 第28-30页 |
| 2.7.1 微沟槽形状、尺寸与布局 | 第28-29页 |
| 2.7.2 计算域的选择与建立 | 第29页 |
| 2.7.3 计算域网格划分策略 | 第29-30页 |
| 2.7.4 疏水性微沟槽结构减阻效果及其机理分析方法 | 第30页 |
| 2.8 本章小结 | 第30-32页 |
| 第3章 微沟槽结构表面对液滴浸润性的仿真分析 | 第32-44页 |
| 3.1 引言 | 第32页 |
| 3.2 流体动力学控制方程 | 第32-33页 |
| 3.2.1 质量守恒方程 | 第32页 |
| 3.2.2 动量守恒方程 | 第32页 |
| 3.2.3 能量守恒方程 | 第32-33页 |
| 3.2.4 控制方程的有限体积法离散 | 第33页 |
| 3.3 数值仿真准备 | 第33-35页 |
| 3.3.1 物理模型的选择 | 第33页 |
| 3.3.2 材料属性和边界条件设置 | 第33-34页 |
| 3.3.3 仿真计算的初始化 | 第34-35页 |
| 3.3.4 仿真计算残差控制 | 第35页 |
| 3.4 微沟槽结构表面浸润性仿真结果及其分析 | 第35-39页 |
| 3.4.1 锯齿形微沟槽结构表面浸润性仿真 | 第35-37页 |
| 3.4.2 V形微沟槽结构表面浸润性仿真 | 第37页 |
| 3.4.3 圆顶形微沟槽结构表面浸润性仿真 | 第37-38页 |
| 3.4.4 矩形微沟槽结构表面浸润性仿真 | 第38页 |
| 3.4.5 四种微沟槽结构浸润性仿真结果 | 第38-39页 |
| 3.5 仿真参数与液滴内部场量分析 | 第39-42页 |
| 3.6 本章小结 | 第42-44页 |
| 第4章 微沟槽减阻效应的流体动力学仿真分析 | 第44-64页 |
| 4.1 引言 | 第44页 |
| 4.2 仿真条件设置与控制方程 | 第44-45页 |
| 4.2.1 湍流计算模型的选择 | 第44页 |
| 4.2.2 边界条件选择 | 第44-45页 |
| 4.2.3 三维湍流控制方程 | 第45页 |
| 4.3 仿真初始参数计算 | 第45-47页 |
| 4.4 疏水性微沟槽结构减阻仿真结果及其分析 | 第47-52页 |
| 4.4.1 四种微沟槽结构减阻仿真结果 | 第48-50页 |
| 4.4.2 四种微沟槽结构减阻率对比及分析 | 第50-51页 |
| 4.4.3 仿真误差控制 | 第51-52页 |
| 4.5 微沟槽结构参数对其减阻效应的影响 | 第52-57页 |
| 4.5.1 V形微沟槽变结构参数仿真 | 第52-54页 |
| 4.5.2 锯齿形微沟槽变结构参数仿真 | 第54-55页 |
| 4.5.3 矩形微沟槽变结构参数仿真 | 第55-56页 |
| 4.5.4 圆顶形微沟槽变结构参数仿真 | 第56页 |
| 4.5.5 四种疏水性微沟槽结构参数优化思路 | 第56-57页 |
| 4.6 微沟槽表面流场分析及其减阻机理研究 | 第57-62页 |
| 4.6.1 光滑表面和微沟槽表面流速分析 | 第57-59页 |
| 4.6.2 光滑表面和微沟槽表面切应力分析 | 第59-60页 |
| 4.6.3 光滑表面和微沟槽表面湍流动能分析 | 第60-61页 |
| 4.6.4 光滑表面和微沟槽表面湍流分析 | 第61-62页 |
| 4.6.5 疏水性微沟槽液动减阻机理研究 | 第62页 |
| 4.7 本章小结 | 第62-64页 |
| 第5章 微沟槽结构的微细加工及其疏水性验证实验 | 第64-71页 |
| 5.1 引言 | 第64页 |
| 5.2 微沟槽结构的微细加工实验 | 第64-66页 |
| 5.2.1 实验设备 | 第64页 |
| 5.2.2 微沟槽加工参数设置 | 第64-65页 |
| 5.2.3 微沟槽加工及测量 | 第65-66页 |
| 5.3 微沟槽表面的浸润性检测实验 | 第66-70页 |
| 5.3.1 实验设备 | 第66页 |
| 5.3.2 微沟槽表面的接触角测量 | 第66-68页 |
| 5.3.3 接触角测量结果及其分析 | 第68-70页 |
| 5.4 本章小结 | 第70-71页 |
| 结论 | 第71-72页 |
| 参考文献 | 第72-76页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 | 第76-78页 |
| 致谢 | 第78页 |
