特邀报告面向飞机防除冰材料的固-液-冰界面研究
编号：314
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更新：2024-04-24 12:56:15
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摘要
结冰是航空工业所面临的重大难题之一，基于材料表面微纳结构的被动防/除冰技术，是解决航空装备高能耗防/除冰难题的重要途经。但面对非定常（温度、速度、体积等）、多相流（气、液、固、冰）的复杂结冰环境，现有的微纳结构疏水/疏冰界面调控理论难以适用。基于“结冰环境→多相界面抑制理论→结构设计”的研究思路，重构固-液界面、固-液/冰界面演变、固-冰界面的理论模型，解决复杂结冰环境下微纳结构表面多相界面抑制与调控难的科学问题。本项目团队针对低能耗飞机防除冰技术的关键难点，提出了“控界面微气流”的微纳结构协同设计方法，揭示了静/动态非润湿特性对微纳结构、温度、速度、液滴含量、液滴尺寸、界面作用的依赖关系与调控机制，发现了表面结构引起的“微涡旋”诱导过冷气流上扬的界面抑制新理论；建立了表面微纳结构抑制结冰形核生长的界面非均质传热模型，发现了三相接触线优先诱导结冰形核的新机理；提出了“强化固-冰异质材料刚性不匹配”的大面积冰层快速去除新方法，实现了平方米级覆冰层自重脱落的重大突破；开发了表面微纳结构耦合热-\力的防/除冰技术，突破了大面积低能耗防/除冰技术瓶颈性难题，提升航空装备在恶劣结冰环境的稳定性和安全性。
关键词
防冰材料,界面机理,结冰延迟,低冰黏附,表面加工,防/除冰技术
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