在分析表面微觀特征對(duì)液滴潤(rùn)濕狀態(tài)的影響時(shí),尺度效應(yīng)是無法繞過的前提條件和分析基礎(chǔ)。本文以矩形微結(jié)構(gòu)表面液滴為研究對(duì)象,通過數(shù)值模擬,得到了給定微結(jié)構(gòu)表面液滴在不同液滴半徑與矩形微結(jié)構(gòu)寬度比例下的潤(rùn)濕狀態(tài)。此外,本文還模擬得到了液滴完全浸潤(rùn)矩形微結(jié)構(gòu)的臨界接觸角及其相對(duì)于微結(jié)構(gòu)尺寸的變化規(guī)律。結(jié)果表明,液滴半徑與微結(jié)構(gòu)寬度比越小,液滴下氣液界面開始浸潤(rùn)微結(jié)構(gòu)時(shí)的臨界接觸角越大,無重力條件下表面液滴下氣液界面的穩(wěn)定性越差。若重力不可忽略,則液滴半徑與微結(jié)構(gòu)寬度比越大,重力的影響越大,表面液滴下氣液界面的穩(wěn)定性越差。 

【文章來源】：工程熱物理學(xué)報(bào). 2019,40(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

物理模型尺寸及網(wǎng)格劃分情況洋位:~)

接觸角示意圖

２６３４??工程熱物理學(xué)報(bào)??４０卷??生由Ｃａｓｓｉｅ－Ｂａｘｔｅｒ狀態(tài)到Ｗｅｎｚｅｌ狀態(tài)的潤(rùn)濕轉(zhuǎn)變，??此時(shí)液滴下氣液界面的穩(wěn)定性非常好。??對(duì)于液滴下氣液界面完全浸潤(rùn)微結(jié)構(gòu)時(shí)的臨界??接觸角０ＣＴＩ，模擬發(fā)現(xiàn)，當(dāng)丑／ａ為５．６時(shí)，在無??重力條件下無論表面微結(jié)構(gòu)寬度如何變化，０ＣＴＩ始??終為定值；而重力條件下隨著表面微結(jié)構(gòu)寬度和邦??德數(shù)Ｓｏ的增大，６？ＣＴ１的數(shù)值隨之增大。當(dāng)ａ為??０．０５?ｍｍ，由于丑〇（０．０１１〗遠(yuǎn)小于１，此時(shí)重力的影??響幾乎可以忽略，考慮重力和不考慮重力時(shí)的０ＣＴＩ??在數(shù)值上非常接近；當(dāng)ａ為〇．１（加＝０．０４４）或０．２５??ｍｍ（Ｂｏ＝０．２７２）時(shí)，Ｂｏ數(shù)小于１，考慮重力和不考慮??重力時(shí)０ｃｍ在數(shù)值上的偏差隨著微結(jié)構(gòu)寬度和邦德??數(shù)的增加逐漸加大；當(dāng)ａ為０．５?ｍｍ（Ｚ？ｏ＝１．０８９）時(shí)，??此時(shí)重力與表面張力的影響程度已基本相同，考慮??重力和不考慮重力時(shí)的０ＣＴ１在數(shù)值上的偏差已相對(duì)??較大；當(dāng)ａ為０．７５?ｍｍ（Ｂｏ＝２．４５）時(shí)，重力的影響占??主要地位，６＊ｃｔｉ高達(dá)１（）９°，由此可推斷出，在微結(jié)??構(gòu)寬度大于０．７５?ｎｉｍ且本征接觸角小于１０９°的普??通疏水表面上，液滴通常呈Ｗｅｎｚｅｌ狀態(tài)。故對(duì)于微??米級(jí)的微結(jié)構(gòu)表面，微觀結(jié)構(gòu)尺度對(duì)液滴潤(rùn)濕狀態(tài)??的影響主要體現(xiàn)為重力對(duì)液滴潤(rùn)濕狀態(tài)的影響，該??影響程度隨液滴半徑和邦德數(shù)的增大而增大。??０．１??０．２??０．３?０．４?０．５??ａ！?ｍｍ??０．６?０．７??＋１：?Ｃａｓｓｉｅ－Ｂａｘｔｅｒ狀態(tài)一＞Ｗｃｎｚｅｊ＾＾＾＾＾＾??翁４１?Ａ??（ａ）?１?ｍｓ??（ｂ）?５０?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高聚合物膜蒸發(fā)器冷凝表面液滴潤(rùn)濕狀態(tài)研究[J]. 朱毅,吳曉敏,褚福強(qiáng).  工程熱物理學(xué)報(bào). 2016(11)
[2]現(xiàn)代力學(xué)——在一九七八年全國(guó)力學(xué)規(guī)劃會(huì)議上的發(fā)言[J]. 錢學(xué)森.  力學(xué)與實(shí)踐. 1979(01)



本文編號(hào)：3061849