华南理工大学学报（自然科学版）
華南理工大學學報（自然科學版）
화남리공대학학보（자연과학판）
JOURNAL OF SOUTH CHINA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE EDITION)
2011年
6期
1-6
,共6页
王清辉%郑旭%潘敏强%李静蓉
王清輝%鄭旭%潘敏彊%李靜蓉
왕청휘%정욱%반민강%리정용
表面功能结构%分形%微观形貌%微通道%流动特性
錶麵功能結構%分形%微觀形貌%微通道%流動特性
표면공능결구%분형%미관형모%미통도%류동특성
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Weierstrass-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Weierstrass-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.
針對金屬錶麵功能結構的多呎度數字化設計問題,基于機械加工錶麵微觀形貌中存在的自倣射分形特性,探索瞭將Weierstrass-Mandelbrot分形與三維參數麯麵相閤成的數學方法.該方法能夠將錶麵功能結構的微觀粗糙形貌與宏觀模型相集成,從而有效支持錶麵功能結構的多呎度形貌建模.以犛削成形的V型毛細微通道的微流體特性為倣真研究對象,建立瞭具有多呎度形貌特徵的三維實體模型,同時分析瞭雷諾數、錶麵高度呎度繫數和分形維數等對該微通道流動特性的影響,髮現:阻力繫數隨雷諾數的增大而減小,隨錶麵高度呎度繫數的增大而增大,粗糙錶麵產生的漩渦對流體的影響不能忽視,且隨粗糙度的增加越來越突齣；根據Weierstrass-Mandelbrot函數構造的錶麵形貌分形維數的增加將導緻通道阻力繫數的減小.
침대금속표면공능결구적다척도수자화설계문제,기우궤계가공표면미관형모중존재적자방사분형특성,탐색료장Weierstrass-Mandelbrot분형여삼유삼수곡면상합성적수학방법.해방법능구장표면공능결구적미관조조형모여굉관모형상집성,종이유효지지표면공능결구적다척도형모건모.이리삭성형적V형모세미통도적미류체특성위방진연구대상,건립료구유다척도형모특정적삼유실체모형,동시분석료뢰낙수、표면고도척도계수화분형유수등대해미통도류동특성적영향,발현:조력계수수뢰낙수적증대이감소,수표면고도척도계수적증대이증대,조조표면산생적선와대류체적영향불능홀시,차수조조도적증가월래월돌출；근거Weierstrass-Mandelbrot함수구조적표면형모분형유수적증가장도치통도조력계수적감소.
