本文選題：平壁鋪展 + 接觸角滯后�。� 參考：《應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué)》2016年01期

【摘要】：研究了液滴平壁鋪展過程中的接觸角滯后效應(yīng),從接觸線附近流體的壓力、速度以及能量分布等角度考慮滯后效應(yīng)的成因和變化規(guī)律.在此基礎(chǔ)之上分析了固體表面粗糙度對滯后效應(yīng)的影響,并借助部分三維形貌參數(shù)(ISO 25178)建立了固體表面形貌與接觸角滯后效應(yīng)之間的量化關(guān)系.為了研究以上內(nèi)容,應(yīng)用數(shù)值仿真軟件建立了液滴鋪展動力學(xué)模型,并結(jié)合固體表面上的滯后性實驗進(jìn)行了相關(guān)驗證.研究結(jié)果表明:由于表面粗糙度的存在,液滴鋪展至平衡位置時,位于鋪展前沿的液體分子被釘扎在固體表面的凹坑或低谷中,使得前沿接觸角逐漸增大,后沿接觸角逐漸減小,接觸角發(fā)生滯后;驅(qū)動液滴鋪展的Laplace壓力和自身重力與阻礙液滴鋪展的黏性阻力之間的平衡關(guān)系,是接觸角發(fā)生滯后的主要力學(xué)機(jī)制.另外,實驗結(jié)果表明接觸角滯后效應(yīng)與固體表面形貌密切相關(guān),具有相同表面粗糙度(Sa)的固體表面,由于表面形貌不同接觸角滯后效應(yīng)可能存在明顯的差異.
[Abstract]:The lag effect of contact angle in the process of liquid droplet spreading is studied. The cause and variation of lag effect are considered from the point of view of the pressure, velocity and energy distribution of fluid near the contact line. On this basis, the influence of solid surface roughness on hysteresis effect is analyzed, and the quantitative relationship between solid surface morphology and contact angle hysteresis effect is established with the help of some 3D topography parameters (ISO 25178). In order to study the above content, the dynamic model of droplet spreading was established by using numerical simulation software, and the correlation verification was carried out with the hysteresis experiment on the solid surface. The results show that due to the existence of surface roughness, the liquid molecules located at the spreading front are pinned into the pits or valleys of the solid surface when the droplets spread to the equilibrium position, which makes the contact angle of the front gradually increase. The Laplace pressure driving droplet spreading and the balance between its own gravity and viscous resistance are the main mechanical mechanisms of the lag of contact angle. In addition, the experimental results show that the contact angle hysteresis effect is closely related to the surface morphology of the solid surface, and the solid surface with the same surface roughness (Sa) may have obvious differences due to the different contact angle hysteresis effects of the surface morphology.
【作者單位】： 合肥工業(yè)大學(xué)摩擦學(xué)研究所;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51375132)~~
【分類號】：O35

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：1964480