微型方直管道内液滴变形、破裂的数值模拟的综述报告

微型方直管道内液滴变形、破裂的数值模拟的综述报告随着微纳技术发展，微型管道在流体调控和分离等领域发挥着越来越重要的作用。然而，在微型管道内，由于表面张力、惯性和黏滞力等因素的耦合作用，液滴的形态和运动

微型方直管道内液滴变形、破裂的数值模拟的综述报 告 随着微纳技术发展，微型管道在流体调控和分离等领域发挥着越来 越重要的作用。然而，在微型管道内，由于表面张力、惯性和黏滞力等 因素的耦合作用，液滴的形态和运动受到很大限制，这不仅会影响微管 道中的流体分离、混合和输送效率，还可能导致微型管道的阻塞和损 坏。因此，对微型管道内液滴的形变、破裂行为进行数值模拟研究，有 助于更好地理解微型管道的物理过程和机制，并为微流控领域的应用提 供理论依据。本文将就现有的液滴变形、破裂的数值模拟研究进行综 述。 液滴在微型管道内的变形和破裂属于典型的多物理场耦合问题，包 括了表面张力，惯性和黏滞力等诸多因素。因此，液滴在微型管道内的 数值模拟需要综合考虑这些因素的作用。 在表面张力方面，液滴表面张力的大小直接影响液滴的形态和稳定 性，大量文献都对表面张力作用下微型管道内液滴的形变、破裂进行了 数值模拟研究。Chen等人基于三维稳定螺旋流场下的液滴形成过程，模 拟了液滴的非定常形变和破裂行为。他们考虑了表面张力、黏滞力以及 壁面效应等因素的耦合作用，并通过对比实验验证了数值模拟结果的可 靠性。 惯性力也是影响液滴变形和破裂的重要因素。在微管道内，流体受 到的惯性作用通常较小，但在高速流动或微型管道的急弯等情况下，液 滴的形态和稳定性会出现明显变化。一些研究利用计算流体动力学 （CFD）方法对液滴的惯性变形和破裂行为进行模拟。例如，Garcia等 人考虑惯性效应和粘性耗散在微型管道内液滴的形态变化中的影响，提 出了一种基于CFD有限元方法的液滴流动模型，并将模拟结果与实验数 据进行了比较。研究结果表明，该方法可以较准确的预测微型管道内液 滴的形变和破裂情况，并为微流控技术的研究和应用提供了理论基础。