工程论文哪里有？本文在众多学者的研究基础上，从试验研究分析入手，选取研究较少的横流作用液滴的情况，针对横流作用下的液滴在纤维上运动问题，设计搭建试验系统，构建数据分析理论体系，深入研究了液滴变形运动的特性。
第1章 绪论
1.2 国内外研究现状
液滴与纤维相互作用的形式多种多样，有碰撞，浸润，反弹[14,15]，运动[16]等。液滴撞击纤维的试验研究是在液滴与非平面表面碰撞试验研究的基础上发展起来的[17-19]。
1.2.1 液滴与纤维相互作用的试验研究
1999年Huang和Yao等学者[20]最先对液滴撞击细纤维进行试验研究，其研究分析了液滴撞击速度和细纤维直径对撞击结果的影响。他们的研究让世人认识到了液滴撞击纤维是一个复杂而奇妙的过程，让人们对液滴撞击纤维的过程产生了浓浓的兴趣。他们的试验是采用撞击速度为2.8-7.0m/s，直径为110μm，350μm和680μm的液滴对细纤维进行撞击。他们的试验结果表明，液滴撞击细纤维后会出现撞击液滴破碎和滴落液滴形成两种现象。当液滴撞击速度较大，纤维直径较细时或者液滴直径大于纤维直径时，液滴更容易出现破碎现象；当液滴速度较低，纤维较粗时，在撞击后纤维下方会出现滴落液滴，且滴落液滴的直径会随着纤维直径的增大而增大。
Huang和Yao等学者[21]还研究了液滴在等温条件下冲击水平纤维网的试验研究。研究表明，液滴行为与纤维丝径和纤维网格大小有关，相对独立于液滴的撞击速度。
Lorenceau等学者[22]从理论上和试验上对液滴撞击水平纤维的动力学进行了研究，并表征了纤维对液滴的捕捉能力。结果表明，当撞击纤维的液滴半径大于某一临界值时，无论液滴的撞击速度多大都无法被纤维捕获，该临界值被称为捕获阈值，且该阈值由惯性、纤维阻力、重力和毛细管力的平衡决定。对于粘性极限情况下，这一临界速度还待进一步研究。S Kim和W Kim等学者[23]利用高速摄像机研究了液滴与纤维碰撞的动力学过程，捕获了液滴撞击细纤维的过程图像，通过图像观测确定了液滴撞击细纤维后产生了捕获、单滴坠落和分裂三种现象，并基于力的分析解释了区域边界。同时他们也深入研究了细纤维表面浸润性对碰撞结果的影响，除此之外，他们还创建了的残留液体的预测模型。其研究结果表明，纤维表面浸润性决定了液滴流动包覆纤维的时间；纤维上残余液体质量是与纤维直径之间有着密切联系，而残留液体质量与液滴撞击速率之间的关联则较小。
第3章 液滴图像的观测与处理方法研究
3.2 液滴形状的观测
为解决后续液滴的图像处理工作，即对液滴轮廓的提取与拟合，获取液滴的XYZ三个坐标轴方向的半径，重心位置，摆动半径，表面积，体积等可以对液滴进行量化分析的参数。所以前期对液滴的观测并在此基础上设计处理方法就变成了研究工作开展前的关键之一，因此本节对液滴的形状进行了观测描述。
对于液滴形状已有学者对其进行了归纳和分类，依据润湿性、纤维直径以及液滴体积的不同，液滴在单根纤维上的接触形态可以分为液膜、桶形液滴、蛤壳形液滴三种[54-57]。
3.2.1 液滴静止悬挂在纤维上的形状观测
图3.1展示的是液滴分别静止悬挂在直径为0.1mm，0.2mm和0.3mm的纤维上图像。可以看出，侧视图的图像在不考虑纤维轮廓的情况下，三种直径纤维上的液滴都是一个近似于圆的形状，侧视图的图像在三种直径的纤维上的形状都是蛤壳形的。
第5章 试验结果分析
5.2 液滴的运动分析
液滴在受到横流作用后，其静止时悬挂在纤维上的平衡状态就会被打破，在重力和气流拖曳力的合力未大于纤维对液滴的拉力时，液滴并不会从纤维上脱落，而是从静止状态转换为摆动状态，那么在摆动的过程中液滴的中心会产生位移，液滴的形状也会产生变形。本节对液滴摆动过程中的运动进行了分析。
5.2.1 液滴中心演变过程
为了解液滴中心位置的变化过程，本文首先对液滴中心的长时演变过程进行了研究，如图5.1，图5.2所示，其中图5.1表示液滴在同一纤维直径不同压强气流作用下中心到X，Y，Z轴距离的演变过程，图5.2表示液滴在同一气流压强下不同直径纤维情况下中心到X，Y，Z轴距离的演变过程。
5.3 液滴的变形分析
液滴在横流在的作用下除了会产生运动外，由于自身的特殊性，其形状也会产生变化，所以本节就液滴的变形进行了探索研究。
5.3.1 液滴半径演变过程
为了解液滴半轴的变化过程，本文首先对液滴各方向半径的长时演变过程进行了描述，如图5.12，图5.13所示。其中图5.12表示液滴在同一纤维直径不同压强气流作用下半径演变过程，图5.13表示液滴在同一气流压强下不同直径纤维情况下半径的演变过程。
第6章 总结与展望
6.1 本文的主要内容概述总结
在全球能源危机的大前提下，工程实践中要求从业者们应不断的提高效率，利用可利用资源的背景下。发现无论是汽车行业中的气液分离技术还是其他行业的气液分离，又或者是对水资源的收集利用都与纤维上悬挂液滴在横风作用下的分离问题有着密切的关系。在此基础上，本文提出了关于横流作用下纤维上液滴的运动试验研究课题，本文主要是针对液滴的变形运动特性进行了研究。本文在众多学者的研究基础上，从试验研究分析入手，选取研究较少的横流作用液滴的情况，针对横流作用下的液滴在纤维上运动问题，设计搭建试验系统，构建数据分析理论体系，深入研究了液滴变形运动的特性。本文的研究内容主要包括以下几个方面：
（1）设计搭建了横流作用下的纤维上液滴的运动试验研究系统。该试验系统可以实现：1）产生不同流速的稳定均匀气流；2）准确的获取液滴在气流作用下的清晰时序图像。最终该系统分为气流发生装置，液滴纤维系统和数据采集装置三个部分。针对试验系统的设计要求，提出了解决方案。并对试验系统的关键零部件进行了选型。最后对试验过程中无法直接测量的或者后续涉及定量分析的参数进行了标定，建立数学关系。
（2）针对获取的液滴时序图像，对液滴进行了观测分析，并对液滴图像的轮廓进行了提取，并获取液滴的半轴，重心位置，摆动半径，表面积等参数。同时在前人的研究基础上，针对液滴轮廓拟合问题，提出了一种改进的拟合方法，并对其拟和原理进行了详细的介绍。该方法在本文中称之为四椭圆拟合。该拟合方法可以更精确的拟合出动态液滴的图像轮廓。同时，本文也通过质量标定的方式对方法的拟合精度进行了验证，发现其误差控制在1.4%-12.6%。
（3）对液滴的分析模型进行了研究。针对已有模型的不足与局限性，根据本文定量分析的目的，提出了一种基于几何分析和力平衡的液滴动态分析模型，该模型相较已有模型其适用范围更大，可以用于不可忽略重力情况下的液滴受力分析。同时也可通过二维图像参数获取更加精准的三维特征参数。
参考文献（略）
