液滴撞击冷表面的动力学行为及操控液滴定向反弹的研究的任务书.docx

液滴撞击冷表面的动力学行为及操控液滴定向反弹的研究的任务书
任务书
任务名称：液滴撞击冷表面的动力学行为及操控液滴定向反弹的研究
任务背景：
在现代工业与科学领域，液滴的运动是一个被广泛研究的话题。液滴作为固液界面的典型代表，其运动过程中的动力学行为已经引起了研究者的广泛关注。液滴的撞击行为在液态界面的应用中具有重要的意义。例如，液滴的撞击可以促进表面润湿，增强表面附着力，同时也可以带来冷却和传热等应用。因此，为了深入了解液滴撞击过程中的动力学行为以及如何操控液滴定向反弹，本次任务旨在制定以下研究目标和方法。
研究目标：
1.了解不同液滴材质和几何形态对液滴撞击动力学行为的影响；
2.研究液滴撞击冷表面后的反弹过程，探讨撞击角度、撞击速度、表面能等因素对反弹过程的影响；
3.探究如何利用表面纹理和液滴撞击角度调整液滴反弹方向，进而提高液滴反弹率；
4.对比分析不同表面纹理对液滴反弹性能的影响，寻求最优纹理参数。
研究方法：
1.理论模型建立：基于Navier-Stokes方程和Young-Laplace方程建立液滴撞击冷表面动力学模型；
2.数值模拟：应用计算流体力学（CFD）方法，通过数值模拟分析液滴撞击冷表面后的动力学行为，并探究影响液滴反弹过程的因素；
3.表面纹理制备：设计和制备具有不同纹理参数的表面结构，通过SEM和AFM等表征手段对表面纹理参数进行表征；
4.液滴撞击实验：利用高速摄像技术对液滴在不同条件下撞击冷表面和反弹行为进行实验观察，探究调整液滴反弹方向的方式。
5.数据分析：通过计算机仿真和实验数据分析，得出不同因素对液滴撞击和反弹过程的影响规律，进一步探究冷表面改性和液滴反弹控制机制。
任务进度：
任务启动时间：2022年1月
任务结束时间：2024年12月
拟定任务进度：
1.2022年1月-2023年3月：理论建模、计算流体力学的数值模拟
2.2023年4月-2024年6月：表面纹理制备和液滴撞击实验的实验设计与数据分析
3.2024年7月-2024年12月：数据比对和相关论文撰写。
研究团队：
本次任务研究团队将由3名专家、5名研究人员、5名博士后组成。其中，专家将主要负责研究方案设计和咨询服务，研究人员和博士后将负责模型构建、计算实验和数据分析。
研究经费：
本次任务所需经费为人民币1000万元，包括研究设备购置费、实验费、差旅费、培训费和专家咨询费。
研究成果：
1.发表液滴撞击动力学模型和反弹控制机制方面的研究论文5篇以上；
2.获得3项或以上表面纹理对液滴反弹行为调控的专利；
3.举办1次国际学术会议，邀请国内外专家共同交流液滴撞击动力学行为以及液滴反弹控制机制方面的研究成果。
以上就是本次液滴撞击冷表面的动力学行为及操控液滴定向反弹的研究任务书。