上海市科委基础研究重点项目“电场作用下微系统中微气泡/微汽泡的动力行为特性以及调控机理” 结题

2011年3月10日，上海交大郑平教授主持的上海市科委基础研究重点项目“电场作用下微系统中微气泡/微汽泡的动力行为特性以及调控机理”（项目编号：08JC1411100）通过了验收。下列是该项目研究结果：

本项目对微系统中微气泡/微汽泡的生成及其电场调控机理进行了理论分析、数值模拟以及实验研究。

在微通道内同向流动微气泡生成特性的研究方面：揭示了通道结构尺寸、气/水流量比和毛细数等对无量纲的气泡长度和气泡频率的影响规律。拟合了相关无量纲关系式。

在电场作用下微通道内微气泡生成特性的研究方面：采用两相流格子Boltzmann数值模拟方法，考虑了电场力和固体壁面亲/疏水性的作用，模拟了电场作用下微通道内气泡生成的动力学过程。证实随着电场强度的增加，气泡直径减小而频率增加。表明利用电场可以有效地控制气泡生成直径和频率的大小。

在单个微汽泡生成的动力行为研究方面：采用热力学自由能方法，考虑了壁面亲/疏水性及温度梯度，获得非均相成核半径的分析解。揭示了流速、脉冲宽度、热流密度等对微尺度沸腾现象及微汽泡行为的影响规律。并获得了在脉冲加热功率对微尺度沸腾现象及沸腾流型区域变化的影响规律。

在电场作用下微尺度沸腾的研究方面：实验结果表明电场可以减小汽泡直径，降低成核温度，促成多个成核点，提高核态沸腾换热系数。

发表学术论文14篇，其中SCI论文9篇，国内中文核心（EI收录）4篇，国内会议论文1篇，申请发明专利1项；培养博士后研究人员一名，博士生两名，博士在读两名，在读硕博连读生一名；

本项目主持人郑平教授，于2009年12月18-21日在上海成功召开第二届ASME Micro/Nanoscale Heat & Mass Transfer Conference。

在本项目的工作基础上，本项目主持人郑平教授在2010年成功申请到了一项国家自然科学基金重点项目（编号51036005）。