大液滴撞击不同润湿性小球的三维格子Boltzmann方法模拟

采用三维多松弛(MRT)Shan-Chen的格子玻尔兹曼方法(LBM)模拟液滴撞击不同润湿性固体小球(液滴直径与小球直径比大于1)的动态过程，在多种方法验证计算模型准确性的基础上，探究液滴韦伯数、小球表面润湿性对液滴撞击小球动态过程的影响，以及液滴撞击小球后形成片层的几何特征与球面润湿性的关系。结果表明：液滴撞击小球后将形成钟罩形的片层，撞击亲水小球后的片层则会出现凹痕。当小球表面润湿程度一定时，片层的最大底径随韦伯数增大而增加。撞击亲水小球时，片层形成后会完全闭合，韦伯数越大，且片层完全闭合的时刻越早，并在闭合过程中片层容易发生破裂。而撞击疏水小球时，韦伯数越大，则片层发生破裂的时刻越早；在片层打开过程中，破裂后的片层成环条状下落，即片层的几何特征受韦伯数和小球润湿程度的共同影响。