郑志伟，李大树，仇性启，朱晓丽，崔运静

（1 中国石油大学（华东）化学工程学院，山东 青岛 266555；2 中国石油大学（华东）机电工程学院，山东 青岛 266555）

引 言

液滴冲击壁面现象广泛存在于工业技术领域中，如喷雾冷却、喷雾干燥、旋风分离、喷雾燃烧等[1-3]。液滴撞壁是非线性、强瞬变过程，影响因素众多（如碰撞速度、液滴直径、壁面接触角等），而且各参数之间相互影响[4-5]，其中壁面结构，如水平壁面、倾斜壁面、与液滴直径同尺度的曲面等，对液滴的铺展、回缩、回弹有重要的影响。

近年来，研究者针对液滴撞壁现象进行了大量研究[1,6-10]。Rioboo 等[7]实验观测了液滴碰撞过程中瞬时飞溅、皇冠飞溅、回缩破碎及局部回弹等形态变化，Mao 等[8]实验研究了不同液滴碰撞不锈钢平面的铺展和回弹特性。实验研究集中在液滴撞壁形态变化及动力学行为（自由表面流动，气液固三相接触线运动）的观测上，难以揭示撞壁过程中液滴微细流动和破碎机理。数值模拟方面，Tabbara 等[9]采用流体体积（volume of fluid，VOF)法数值研究了不同碰撞速度的液滴冲击平面的铺展特性，高珊等[10]采用VOF 方法研究了液滴冲击壁面的流动和传热特性。上述文献虽对液滴撞壁过程进行了大量的研究，但对撞壁过程中液滴微细流动和破碎机理的揭示仍有不足。现有液滴撞壁的研究多集中在液滴冲击水平壁面，碰撞与液滴直径同尺度的曲面较为缺乏，而液滴曲面撞壁和液滴平面撞壁存在很大的不同。因此，本工作针对液滴碰撞球形凹……