一种基于电解水动态补气的超疏水表面气膜减阻模型

摘要

本发明公开了一种基于电解水动态补气的超疏水表面气膜减阻模型。利用直流电源电极触水即电解的特性，通过在超疏水微结构内部布置电解电极，以电解水的方法实现减阻模型表面气膜在水流冲刷下的动态补充，在基板模型表面微结构内稳定地驻留气膜，实现减阻效果的持续性和有效性。通过电极高度的调节可来控制气膜的厚度，进而实现减阻效果的调节。从而达到稳定减阻效果。通过电解水动态补气的超疏水表面，不需要长时间连续通气，仅在气液界面低于电极上端时，自动触发电解电路及时补充气体，且对航行体的形状没有限制，对水面舰船和水下航行器均适用；能够稳定的维持气膜，实现了减阻效果的持续性和有效性，有利于实际工程应用。

主权项

一种基于电解水动态补气的超疏水表面气膜减阻模型，包括基板模型、铂金丝电极、超疏水涂层、电极过线孔、直流电源，其特征在于:所述基板模型为有机玻璃平板，基板模型上表面均布有若干方形凹槽,在方形凹槽内表面采用超疏水涂层做疏水处理，方形凹槽内设有用于电解水的铂金丝电极，正负铂金丝电极分布于方形凹槽内两相对侧壁面，电极顶部与方形凹槽上表面平齐，超疏水区域的本征接触角大于150；其制作方法包括以下步骤:步骤1.制作气膜减阻基板模型；制作气膜减阻基板模型，若所述气膜减阻模型基体为平板状，在气膜减阻基板模型上表面加工方形凹槽微结构，紧贴方槽相对两内壁面，加工电极过线孔；步骤2.表面清洗；利用去离子水和丙酮将减阻层区域清洗干净；步骤3.喷涂超疏水涂层材料；将超疏水涂层材料涂覆在减阻层区域表面，喷涂厚度为20μm；喷涂后放置30～60min，使喷涂的超疏水涂层材料凝固，得到方形凹槽内壁面的超疏水区域；步骤4.通过电极过线孔紧贴方形凹槽内壁面粘贴铂金丝电极；步骤5.用PDMS固化材料在基板模型下表面做绝缘和密封处理；步骤6.将铂金丝电极通过导线连接于直流电源正负极。