液滴平壁铺展过程中的滞后效应及力学机制研究

• 作者: 刘小君 刘焜 焦云龙 逄明华
• 来源期刊: 应用数学和力学
• 学科: 物理学
• 关键词: 平壁铺展 接触角滞后 表面粗糙度 三维形貌参数 力学机制
• 年，卷（期）: 2016,（1）
• 页码范围: 14-26
• 分类号: O359
• 语种: 中文
• DOI: 10.3879/j.issn.1000-0887.2016.01.002

摘要

研究了液滴平壁铺展过程中的接触角滞后效应,从接触线附近流体的压力、速度以及能量分布等角度考虑滞后效应的成因和变化规律.在此基础之上分析了固体表面粗糙度对滞后效应的影响,并借助部分三维形貌参数(ISO 25178)建立了固体表面形貌与接触角滞后效应之间的量化关系.为了研究以上内容,应用数值仿真软件建立了液滴铺展动力学模型,并结合固体表面上的滞后性实验进行了相关验证.研究结果表明:由于表面粗糙度的存在,液滴铺展至平衡位置时,位于铺展前沿的液体分子被钉扎在固体表面的凹坑或低谷中,使得前沿接触角逐渐增大,后沿接触角逐渐减小,接触角发生滞后;驱动液滴铺展的Laplace压力和自身重力与阻碍液滴铺展的黏性阻力之间的平衡关系,是接触角发生滞后的主要力学机制.另外,实验结果表明接触角滞后效应与固体表面形貌密切相关,具有相同表面粗糙度(Sa)的固体表面,由于表面形貌不同接触角滞后效应可能存在明显的差异.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘焜	合肥工业大学摩擦学研究所	168	1814	24.0	33.0
2	刘小君	合肥工业大学摩擦学研究所	88	909	18.0	25.0
3	逄明华	合肥工业大学摩擦学研究所	5	29	3.0	5.0
4	焦云龙	合肥工业大学摩擦学研究所	7	43	4.0	6.0