Информационная система "Конференции"

Тезисы докладов

Представлены результаты комплексного исследования и моделирования последовательности процессов, имеющих место в технологиях, основанных на осаждении микрокапель и, в частности, в струйных принтерах. Совокупность исследуемых процессов включала в себя: взрывное вскипание жидкостей на пленочных микронагревателях, используемое как высоколокализованный источник энергии в устройствах эжекции капель; движение капель в условиях их интенсивного газодинамического взаимодействия в потоке; соударение капель с твердой поверхностью, их растекание, затвердевание и впитывание. Взаимозависимость указанных процессов определяется тем, что каждая стадия в последовательности процессов влияет на протекание последующей стадии и, в конечном счете, определяет качество формируемого элемента. Численное моделирование этих процессов в соответствии с последовательностью их протекания, получившее название ”виртуальный принтер”, позволяет выполнить анализ и оптимизацию условий функционирования реальных устройств.

Были найдены условия теплового воздействия, при которых реализуется однократное и многократное вскипание, прерывистое кипение и кипение с образованием сложных пузырьковых структур. Моделирование эволюции паровых образований основывалось на численном решении уравнений динамики сжимаемой жидкости с учетом тепло- и массообменных процессов на межфазной границе. Выполнены численные эксперименты, демонстрирующие влияние свойств жидкостей и условий теплового воздействия на длительность и размеры паровых образований, формируемые поля температур и давлений, как основных параметров, определяющих режимы функционирования устройств эжекции капель.

Экспериментально показано, что при высокой плотности эжекции, когда выброс капель осуществляется из сотен сопел с частотой десятки килогерц, под воздействием потока капель и в результате движения устройства эжекции происходит возмущение газовой среды с интенсивностью, достаточной для существенного изменения траекторий движения капель. Моделирование формирования воздушного потока основывалась на численном решении уравнения Навье – Стокса. Воздействие капель учитывалось в приближении дискретной передачи импульса от движущейся с торможением частицы в элементы газовой среды. Расчетное поле скоростей газового потока использовалось для вычисления траекторий движения частиц, определения координат их осаждения и визуализации формируемого объекта.

Исследована динамика соударения и затвердевания расплавленных капель с многослойной подложкой. Модель основывалась на уравнениях Навье – Стокса для несжимаемой жидкости и уравнениях теплопроводности в подложке и капле с учетом сил поверхностного натяжения и фазового перехода при затвердевании материала капли. Выполнены и верифицированы численные эксперименты по исследованию влияния скорости соударения, размера капель, температуры и свойств материалов капли и подложки на форму затвердевшей частица и время затвердевания.

Выполнено трехмерное численное моделирование процесса впитывания микрокапель, последовательно осаждаемых на поверхность пористых сред. Проведен анализ влияния структурных параметров двухслойной пористой среды и взаимного расположения осаждаемых капель на их впитывание. Показано, что наличие второго слоя может оказать существенное влияние на скорость впитывания капель и характер распределения жидкости в среде. Основным параметром, определяющим влияние второго слоя, является соотношение размеров пор в слоях.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2000, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2000, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск
    Дата последней модификации: 06-Jul-2012 (11:52:45)