我校能源與動力工程學(xué)院王軍鋒教授團隊與丹麥奧胡斯大學(xué)跨學(xué)科納米科學(xué)中心董明東教授團隊合作,,在Cell出版社國際頂刊《物質(zhì)》(Matter)上發(fā)表了題為“Occurrence of giant plasma bubble in liquid”的最新研究成果,,并被推薦為期刊封面論文。王軍鋒是第一作者兼通訊作者,,董明東是共同通訊作者,,張偉博士后是共同第一作者。
當(dāng)流體受到電場作用時,,由于帶電粒子與流體界面之間的耦合作用,,其流動現(xiàn)象與傳統(tǒng)流體相比具有其獨特的特征。本研究首次報道了強電場作用下荷電液-氣多相流系統(tǒng)中氣泡從微觀到宏觀的跨尺度轉(zhuǎn)變過程,。這一現(xiàn)象源于帶電粒子與中性粒子之間的相互作用,,由此產(chǎn)生的等離子體氣泡以及電離氣體與液體之間的界面現(xiàn)象對流體動力學(xué)特性和界面穩(wěn)定性具有重要影響,突破了傳統(tǒng)的以氣-液-固三態(tài)混合物為研究對象的多相流體系,,涉及豐富的多相流前沿科學(xué)問題和理論創(chuàng)新,。
通過電場調(diào)控液滴、氣泡分散與輸運特性,,強化多相流傳熱傳質(zhì)及反應(yīng)過程是荷電多相流理論在能源高效轉(zhuǎn)化利用領(lǐng)域的重要應(yīng)用,。該研究創(chuàng)新性地構(gòu)建了液-氣(等離子體)系統(tǒng)并進行了可視化測量研究,,成功地觀察到低溫等離子體在液相中形成穩(wěn)定大氣泡的物理學(xué)新現(xiàn)象,首次報道了液相中低溫等離子氣泡的動力學(xué)特性,。該研究提升了對傳統(tǒng)固液氣多相流研究體系的認知,,構(gòu)建了以第四類物質(zhì)——等離子體-液體為研究對象的新型多相流,并在能源高效轉(zhuǎn)化方面極具應(yīng)用價值,。
該工作受到國家自然科學(xué)基金重點項目,、國家自然科學(xué)基金青年基金項目、歐盟“歐洲地平線”研究與創(chuàng)新計劃項目,、丹麥獨立研究理事會項目,、江蘇省科技計劃專項(創(chuàng)新支撐計劃國際科技合作)項目以及江蘇省卓越博士后計劃的支持。(能源與動力工程學(xué)院)
文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.matt.2024.04.032