亲水微结构倾斜表面上液滴形态的数值模拟
Chinese High Technology Letters（2022）
摘要
本文基于能量最小原理,建立了重力场中亲水微结构倾斜表面上液滴的数值模型.当系统总能量取到最小值时,液滴达到最终的平衡状态;采用有限差分法和非线性优化算法,对倾斜表面上的液滴形态进行数值模拟.讨论了表面倾角、液滴体积以及微结构尺寸对液滴形态的影响,并以实验结果验证数值结果.结果表明,倾角和液滴体积的增大会增加液滴前向接触角,减小后向接触角,同时增大了三相接触线长度和液滴高度;当微结构的相对高度较大且相对间距较小时,表面呈现超亲水的趋势,此时液滴三相线长度长、液滴高度低.该研究可以指导设计合理的亲水表面,或应用于微流控芯片中液滴的控制.
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