采用三維多相流格子玻爾茲曼方法 （lattice Boltzmann method, LBM）,對納米結(jié)構(gòu)超疏水表面液滴的冷凝行為進行模擬研究.通過Laplace定律和光滑表面的本征接觸角理論對三維LBM模型進行定量驗證.模擬分析了超疏水表面納米陣列的幾何尺寸和潤濕性的局部不均勻性對冷凝液滴形核位置和最終潤濕狀態(tài)的影響規(guī)律.結(jié)果表明,較高的納米陣列使液滴在納米結(jié)構(gòu)間隙的上部側(cè)面和底部優(yōu)先形核長大,通過采用上下不均勻的間隙可避免液滴在底部形核長大,而在上部側(cè)面形核的冷凝液滴在生長過程中向上運動,其潤濕狀態(tài)由Wenzel態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)镃assie態(tài);較低的納米陣列使液滴在納米結(jié)構(gòu)底部優(yōu)先形核長大,液滴的最終潤濕狀態(tài)為Wenzel態(tài);潤濕性不均勻的納米結(jié)構(gòu)表面使液滴在陣列頂端親水位置處優(yōu)先形核長大,成為Cassie態(tài).冷凝液滴在不同幾何尺寸的納米結(jié)構(gòu)表面上的最終潤濕狀態(tài)的模擬結(jié)果與文獻報道的實驗結(jié)果符合良好.通過模擬還發(fā)現(xiàn),冷凝液滴在生長過程中的運動行為與液滴統(tǒng)計平均作用力的變化有關(guān).本文的LBM模擬再現(xiàn)了三維空間中液滴的形核、長大和潤濕狀態(tài)轉(zhuǎn)變等物理現(xiàn)象. 

【文章來源】：物理學(xué)報. 2019,68(03)北大核心EISCICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【參考文獻】：
期刊論文
[1]超疏水模型及其機理[J]. 柯清平,李廣錄,郝天歌,何濤,李雪梅.  化學(xué)進展. 2010(Z1)



本文編號：3121572