亲水微结构倾斜表面上液滴形态的数值模拟

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.

关键词：液滴形状、倾斜表面、微结构、亲水、能量最小原理

所属期刊栏目：32

分类号：TH117;O647.1;P631.443

资助基金：国家自然科学基金;传感技术联合国家重点实验室基金;浙江省自然科学基金资助项目;浙江省自然科学基金资助项目

在线出版日期：2022-07-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：521-527