| 液滴平壁铺展过程中的滞后效应及力学机制研究 |
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| 引用本文： | 焦云龙,刘小君,逄明华,刘焜. 液滴平壁铺展过程中的滞后效应及力学机制研究[J]. 应用数学和力学, 2016, 0(1): 14-26. DOI: 10.3879/j.issn.1000-0887.2016.01.002 |
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| 作者姓名： | 焦云龙 刘小君 逄明华 刘焜 |
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| 作者单位： | 合肥工业大学摩擦学研究所,合肥,230009 |
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| 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.
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| 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 |
Study of Contact Angle Hysteresis at Moving Contact Lines Based on CFD Simulation and Mechanical Analysis |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | droplet spreading contact angle hysteresis surface roughness 3D topography parameter mechanism |
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