近日,能源研究院金山青年特聘教授何成明聯合香港城市大學副教授張鵬及美國國家工程院院士、普林斯頓大學教授Chung K. Law在能源領域國際頂級期刊Progress in Energy and Combustion Science上發表題為Dynamics of binary droplet collisions(《二元液滴碰撞動力學》)的綜述論文。江蘇大學為第一完成單位,也是學校首次在該能源領域頂刊上發表文章。

雙元液滴碰撞與自然界中多種物理現象和工業過程緊密相關,涉及從原子物理到大氣環境,從發動機噴霧燃燒到生物制藥工程、增材制造等多學科領域。作為跨越廣泛物理尺度的復雜流體動力學平臺的基石,其非線性動力學、界面力學、分子作用力學等復雜物理機制對于控制液滴聚合以優化反應過程、實現對液滴碰撞行為的精確調控等至關重要。該研究從兩個相同大小液滴的碰撞入手,揭示液滴合并、彈跳和分離現象轉捩的內在物理機制。液滴宏觀運動、內部流動以及涉及稀薄氣體流動和范德華分子力的微觀界面氣膜動力學之間的相互作用,揭示了本質的碰撞動力學多尺度和多物理特性。文章討論了大小不等的液滴、非牛頓流體、不同種流體以及類比的射流—射流碰撞情況等,重點強調對二元液滴碰撞現象的本質理解及其對實際過程的指導。液滴碰撞多尺度多物理機制,為跨尺度流體動力學研究提供理論框架。

何成明所在的能源研究院噴霧燃燒團隊長期致力于動力系統低碳零碳燃料噴霧燃燒及能源清潔高效利用領域,秉承李德桃教授“四跨”團隊精神,高度重視國際合作、校企融合及交叉前沿基礎理論研究。團隊從事微尺度、超高速、強瞬態空化兩相流、噴霧液滴動力學、噴霧多相流與先進能源催化材料微介觀尺度流動傳熱、燃燒反應動力學等基礎理論研究,同時積極開展車用、船舶、航空航天、國防動力系統燃料噴射系統高端裝備研發。
該研究獲得國家自然科學基金資助。
Progress in Energy and Combustion Science創刊于1974年,每年僅發表30-40篇文章。創刊50余年,以中國科研機構為通訊(或第一)作者單位在該刊物上發表論文的總數不足50篇。(能源研究院)
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.pecs.2025.101252