弹性多孔介质材料表面冰粘附特性试验研究

作     者：冯鑫 薛明 倪章松 吴定聪 

作者机构：西南科技大学土木工程与建筑学院 成都流体动力创新中心 

出 版 物：《实验流体力学》 (Journal of Experiments in Fluid Mechanics)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：08[工学] 082504[工学-人机与环境工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国防科技基础加强计划技术领域基金(2021-JCJQ-JJ-1328) 

主　　题：微/纳结构 冰粘附强度 基底材料 孔径大小 液体介质 

摘      要：高效可靠的防除冰技术对航空运输和国民经济稳定安全发展具有重要的作用，探索新型防除冰技术具有较高的应用前景和科学价值。为探索弹性多孔介质材料和超声空化效应结合下的主被动复合式防除冰方法，本文以金属为基底的微/纳结构多孔材料为研究对象，通过试验研究重点揭示了其表面冰粘附特性，着重分析了其本征属性如基底材料、孔径大小、液体介质等对表面冰粘附强度的影响。试验结果表明，在内部未添加液体介质时，材料表面冰粘附强度受不同基底材料影响显著，以基底材料中冰粘附性表现较低的钛金属作为后续研究对象后发现，材料表面冰粘附强度随孔径的增加而呈下降趋势；在对其内部充盈无毒、抗冻液体介质后下降趋势更为明显，降幅由原来的20%扩至45%（孔径15μm～160μm），同时为进一步研究内部液体介质对冰-固界面粘附特性的影响，对比了未添加液体介质，发现孔径在15μm～100μm范围内添加液体介质表面冰粘附强度并未过多受其影响，但随着孔径从100μm增至160μm，材料表面冰粘附强度降低效果愈发明显，最大降幅可达33%。