华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2011, Vol. 39 ›› Issue (6): 1-6.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2011.06.001
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王清辉 郑旭 潘敏强 李静蓉
Wang Qing-hui Zheng Xu Pan Min-qiang Li Jing-rong
摘要: 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.