三维表面微观形貌建模与微通道流动特性仿真

作者：王清辉; 郑旭; 潘敏强; 李静蓉

来源：华南理工大学学报(自然科学版), 2011, (06): 1-6.

• 表面功能结构
• 分形
• 微观形貌
• 微通道
• 流动特性 functional surface structure
• fractal
• microtopography
• microchannel
• flow characteristic

针对金属表面功能结构的多尺度数字化设计问题,基于机械加工表面微观形貌中存在的自仿射分形特性,探索了将W eierstrass-Mandelbrot分形与三维参数曲面相合成的数学方法.该方法能够将表面功能结构的微观粗糙形貌与宏观模型相集成,从而有效支持表面功能结构的多尺度形貌建模.以犁削成形的V型毛细微通道的微流体特性为仿真研究对象,建立了具有多尺度形貌特征的三维实体模型,同时分析了雷诺数、表面高度尺度系数和分形维数等对该微通道流动特性的影响,发现:阻力系数随雷诺数的增大而减小,随表面高度尺度系数的增大而增大,粗糙表面产生的漩涡对流体的影响不能忽视,且随粗糙度的增加越来越突出;根据W eierstrass-Mandelbrot函数构造的表面形貌分形维数的增加将导致通道阻力系数的减小.

• 出版日期2011
• 单位华南理工大学