多相熔体加工中颗粒向界面迁移的动力学机制与定向调控策略研究

本研究针对多相熔体加工中颗粒向界面迁移的物理现象，通过计算流体动力学-离散相模型（CFD-DPM）结合实验，揭示了热泳驱动迁移的力学机制，提出了颗粒定向迁移的工程调控策略，为柔性传感器表面结构设计提供了新途径。

　　

在多相熔体加工过程中，颗粒向熔体界面迁移的独特物理现象，为聚合物表面构建莲蓬状微纳坑结构提供了新思路，有望实现柔性传感器的大规模低成本制备。然而，由于聚合物加工的黑箱特性，颗粒迁移的动态机制尚未明晰。传统技术（如扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜）仅能捕捉最终颗粒分布，难以实现实时动力学解析。本研究采用计算流体动力学-离散相模型（Computational Fluid Dynamics-Discrete Phase Model, CFD-DPM）方法，通过求解界面演化（欧拉框架）与颗粒动力学（拉格朗日框架），阐明了力-速度-位移-聚集的关联规律，并解析了各力分量对颗粒迁移的贡献机制。结合实验验证，研究明确了热泳（thermophoresis）驱动的迁移机制，并提出了定向调控颗粒迁移的工程策略。该工作为颗粒迁移控制、复合表面结构设计及柔性传感器制造奠定了基础。