纳米泡微尺度减阻效应

　　第1章 绪论1
　　1.1 纳米泡的减阻效应4
　　1.2 微结构化疏水表面的温度气层效应10
　　1.3 形状记忆材料的温控微结构自适应效应12
　　1.4 纳米泡润滑减阻研究的背景及意义14
　　第2章 基于疏水微纳结构界面诱导的纳米泡稳定机制研究15
　　2.1 疏水壁面的纳米泡成核机理研究15
　　2.2 纳米泡分布形态及成核调控方法研究18
　　2.3 基于微结构疏水界面的纳米泡分布形态及动态稳定性实验方法31
　　2.4 基于疏水界面的纳米泡动态稳定性研究50
　　第3章 基于微结构的Leidenfrost纳米泡温度响应滑移效应研究55
　　3.1 微观结构和温度对气体润滑的耦合效应55
　　3.2 温度耦合结构的纳米泡滑移效应研究59
　　3.3 纳米泡与滑移减阻的关系研究74
　　第4章 基于形状记忆材料温控性能的多重微结构调控研究82
　　4.1 具有疏水微结构的形状记忆材料制备82
　　4.2 微结构表面的形状记忆及其可调控润湿性研究87
　　4.3 SMP形状记忆微结构表面的润湿性仿真分析97
　　第5章 基于宽温域自适应形变的纳米泡润滑减阻控制机理研究108
　　5.1 基于热敏结构的纳米泡成核研究109
　　5.2 基于自适应形变的纳米泡润滑减阻的控制研究111
　　结语118
　　参考文献119

　　卢艳，教授，博士研究生，任教于武汉科技大学。2017/12-2018/12：Brown University, U.S.A(博士后)；2008/09-2013/12：武汉理工大学机电工程学院（硕博连读，博士阶段）；2012/05-2012/08：City University of Hong Kong, Hong Kong (访问学生)；2010/08-2011/08：University of Michigan, U.S.A (国家公派联合培养博士研究生)；2006/09-2008/07：武汉理工大学机电工程学院（硕博连读，硕士阶段）。主要科研成果：1.国家重点研发计划（青年科学家项目）,2021YFB2011200,高功率密度轴向柱塞泵/马达摩擦副寿命预测与延寿设计、2021/11-2024/10、150万、在研、任务负责人；2.国家自然科学基金面上项目，51875417、基于宽温域疏水微纳结构自适应构建的纳米气泡润滑减阻调控机理研究、2019/01-2022/12、60万元、结题、主持；主要著作：1.ChaoWang,YanLu*,DonghuiFeng,JiayuanZhou,YangfanLi,HaoZhang.Experimental study on nanobubble distribution control method based on the slip drag reduction effect.Tribology International.2023,177:107940（SCI IF 5.62）2.LU Yan*, Zhang Hao, Nanostructure-dependent nanobubble drag reduction on NiTi self-adaption surface, Journal of Molecular Liquids (2023), doi: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2023.121213 (SCI IF:6.633)获奖：热轧抑尘提质关键技术与集成装备绿色制造，湖北省科技进步奖二等奖，省级，2021；提升板带表面质量的热轧粉尘深度治理关键技术与装备，中国产学研合作创新奖二等奖，2022。

　　本书首先通过醇水交换法实验参数研究，实现了疏水热解石墨烯表面纳米气泡的分布形态调控；然后利用多元溶剂蒸发等方法制备了不同疏水纳米织构表面，研究了疏水表面纳米结构形态对于纳米气泡成核及其稳定性的影响规律；建立了疏水微结构界面 诱导的纳米气泡形成机制；通过宏微观多场耦合仿真，构建了基于疏水界面微纳结构的纳米气泡两相流体热动力学模型，揭示出高温壁面Leidenfrost纳米气层润滑减阻机制是界面微形貌和温度响应产生的耦合效应；纳米气层悬浮液体临界产生温度是流固接触面积和宽间比的函数，通过微结构优化达到了纳米气泡温度响应滑移的目的；通过模板复刻法在温敏形状记忆聚合物表面上制备出智能响应的微结构，借助微结构形态可逆转变实现了润湿性的调控；进行了二元合金的热响应相变分子模拟研究，揭示出温度自适应纳米结构对表面疏水性能的调控，*终利用温敏形状记忆材料的微结构形变调控实现了宽温域纳米气泡润滑减阻控制。