第二十五期“上海交通大学大学生创新实践计划”项目
复杂壁面附近的微小颗粒沉降问题
创新训练项目
工学
力学类
创新类
船舶海洋与建筑工程学院
李高进
指导教师
登录状态下查看
在研项目包括国家级青年人才计划(WH220401009)以及国家自然科学青年基金(BC0100390),项目经费充足。
1,提供实验平台搭建所需经费,主要包括摄像机,实验水池等,由学生自主设计完成实验。
2,每周定期与学生就科学问题、研究进展等内容开展讨论,并针对研究中的问题提供学术指导。
3,从实验和理论分析两方面对学生进行辅导,引导学生对科学问题进行深入研究。
4,辅导撰写专业学术论文。
微小颗粒在复杂壁面附近的沉降过程在颗粒分离、微流控技术等领域有重要应用,是低雷诺数流体力学经典问题之一。
如何通过改变壁面形貌实现对颗粒运动轨迹的有效调控是提升颗粒分离效率,促进微流控技术发展的重要手段。而最近
实验表明,微生物在复杂底面的附着会呈现明显的聚集现象,并深刻影响之后的增殖过程。当前猜想是流体力学作用是
造成这一现象的关键因素,但其背后的基本物理规律尚不明确。指导老师李高进在低雷诺数流动理论分析和数值建模方
面有丰富的研究积累,现希望开展实验工作进一步完善分析。利用Stokes奇点基本解的远场近似对该问题进行初步理论
分析结果表明,当颗粒在波状底面上方沉积时,其下降轨迹会发生偏折。其中,当底面波长远大于颗粒半径时,颗粒在
波峰位置聚集,而当波长近似于颗粒半径时,颗粒在波谷位置汇聚。指导老师在本创新研究项目中,将给学生提供一切
必要的研究支持,通过学生自主设计完成实验,对该问题进行系统性定量研究。研究成果将以学术论文和设计专利等形
式体现。