近日，我院机电工程系青年教师薛博策在高粘流体喷射领域取得重要进展，相关研究成果《喷管撞击式高粘流体按需喷射方法》（On-demand jetting of high-viscosity liquid by jet tube impact）发表于《Physics of Fluids》期刊。《Physics of Fluids》是流体力学领域的国际知名期刊，2023年影响因子为4.1（SCI二区）。论文第一作者为青年教师薛博策，通讯作者为张彦振教授，中国石油大学（华东）为唯一署名单位。该研究得到国家自然科学基金、“泰山学者”青年专家计划、山东省优秀青年基金以及中央高校基本科研业务费专项资金的联合资助。
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高粘流体喷射在电子封装、生物打印等领域具有重要的应用价值。现有的高粘流体喷射常采用撞针快速挤压流体的方式，然而该方式对撞针和喷嘴的加工精度和安装精度要求较高，且会对生物材料造成损伤。
喷射过程及喷管中的压力分布演化
针对以上问题，本研究提出了一种利用喷管撞击进行高粘流体喷射的新方法，利用高粘流体自身的惯性产生按需喷射所需的脉动压力，降低了对喷射装置的加工和安装精度要求、实现了装置的简化，且可避免对生物材料的损伤。通过实验验证了该方式进行高粘流体喷射的可行性，并结合数值模拟，揭示了喷射机理，探究了影响喷射特性的主要因素。研究发现喷管速度突变时由流体自身惯性引起的水锤压力波是喷射的主要驱动力。喷管撞击速度的增大以及相同喷管撞击速度时加速时间的延长均会导致压力波的幅度增大，而液面高度的降低则会减小压力波的持续时间，以上因素均会对喷射特性造成影响。本研究为高粘流体的喷射提供了新的思路和理论基础。
论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0224384
