液滴撞击动力学问题
液滴撞击不同粗糙度固体表面动力学行为实验研究
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈｅ ｉ ｍｐａ ｃ ｔ ｄｙ ｎａ ｍｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｄ ｒ ｏｐ ｌ ｅ ｔ ｓ ｏ ｆ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｌ ｉ ｑ ｕｉ ｄ ｓ ｏｎ ｔ ｏ ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｄｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｔ
Ｄｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ Ｒｏ ｕ ｇ ｈｎ ｅ ｓ ｓ
ＱＩ Ｎ Ｍｅ ｎ ｇ ｘ ｉ ａ ｏ ，Ｚ Ｈ ＡＮＧ Ｘｕ ｈ ｕ ｉ 。 ＴＡＮＧ Ｃｈ ｅ ｎ ｇ ｌ ｏ ｎ ｇ
（ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋｅ ｙ Ｌａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ Ｆｌ ｏ ｗ ｉ ｎ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｅｎ ｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｘｉ ’ ａ ｎ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，Ｘｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ４ ９，Ｃｈ ｉ ｎａ ）
液 滴 撞 击 不 同粗 糙 度 固体 表 面 动 力 学 行 为 实 验 研 究
秦 梦 晓 ，张旭 辉 ，汤成 龙
（ 西 安 交 通 大 学动 力 工 程 多 相 流 国 家 重点 实验 室 ，７ １ ０ ０ ４ ９ ，西 安 ）
摘要 ：针 对液 滴撞 击 固体表 面时动 力 学行 为 的不 同影 响 因素 ， 利 用 高速摄 像 技 术捕 捉 了 ４种物 性 不 同的液 滴 ， 即癸烷 、 十 四烷 、 蒸馏 水和 无水 乙醇液 滴撞 击 不 同粗糙 度 固体表 面后 的铺 展 与 飞溅 形
面越粗糙 ， 液 滴 在 铺 展 过 程 中 需要 润 湿 越 大 面 积 的 壁 面 ， 增 加 了黏 性 耗 散 ， 且 受到 的 阻 力 也 更 大 ， 相
非牛顿流体液滴生成和冲击动力学研究 国基金
非牛顿流体液滴生成和冲击动力学研究国基金非牛顿流体作为一种特殊的物质类型，其在液滴生成和冲击动力学方面的研究具有重要意义。
本文主要针对国家基金所关注的这一领域，详细探讨非牛顿流体液滴生成过程及其在冲击过程中的动力学行为。
一、非牛顿流体液滴生成研究1.液滴生成过程非牛顿流体液滴生成过程主要包括液滴的形成、生长和断裂三个阶段。
在形成阶段，流体在表面张力的作用下形成液滴；在生长阶段，液滴逐渐吸收周围流体，体积增大；在断裂阶段，液滴从流体源脱离，形成独立液滴。
2.影响因素非牛顿流体液滴生成过程受到多种因素的影响，主要包括：（1）流变性质：非牛顿流体的流变性质会影响液滴生成过程，如剪切稀化、剪切增稠等。
（2）表面张力：表面张力是液滴生成的重要驱动力，其大小直接影响液滴的形态和尺寸。
（3）流体流速：流体流速会影响液滴的生长速度和断裂过程。
（4）环境条件：如温度、湿度等，也会对液滴生成过程产生影响。
二、非牛顿流体液滴冲击动力学研究1.冲击过程非牛顿流体液滴冲击动力学主要研究液滴在撞击固体表面时的行为。
冲击过程包括液滴的变形、飞溅、反弹等。
2.影响因素（1）液滴性质：如液滴的粘度、表面张力等，会影响冲击过程中的液滴行为。
（2）固体表面性质：如表面粗糙度、润湿性等，会影响液滴在固体表面的铺展和反弹。
（3）冲击速度：冲击速度是影响液滴冲击动力学行为的关键因素，速度越大，液滴的变形和飞溅现象越明显。
（4）冲击角度：液滴冲击固体表面的角度也会影响冲击过程。
三、研究意义与应用前景非牛顿流体液滴生成和冲击动力学研究，对于揭示非牛顿流体在复杂环境下的行为规律，具有重要的理论意义。
此外，该研究在工业、农业、生物医学等领域具有广泛的应用前景，如涂料、农药喷洒、生物样本处理等。
液滴在超疏水锥面的弹跳动力学＊
DOI ：10.15913/ki.kjycx.2024.03.017液滴在超疏水锥面的弹跳动力学＊唐庆国，项诗涵，陈龙泉（电子科技大学物理学院，四川 成都 610054）摘 要：了解液滴在超疏水表面的弹跳特性，研究其决定性因素对有效控制液滴在表面的弹跳有重要的基础和现实意义。
通过研究液滴在超疏水锥面完全回弹的现象，建立数值模型并对其动力学过程进行分析，结果表明，与平面相比，液滴在超疏水锥面上的接触时间增长，发生了反向对称的扩散和收缩现象，并且在回弹过程中液滴拥有更高回弹高度。
通过模拟撞击过程中液滴能量和流场的变化，发现液滴在超疏水锥面上有相比于平面更小的黏性耗散，加快了液滴在锥面铺展的进程，成为拥有更高回弹高度的原因。
关键词：液滴撞击；弹跳动力学；完全回弹；超疏水表面中图分类号：O35 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）03-0061-03——————————————————————————＊［基金项目］四川省青年科技基金资助项目（编号：2016JQ0050）撞击固体表面的液滴广泛存在于自然界中，如降雨，也广泛存在于涂料、印刷、防结冰、喷雾冷却等工业中[1-4]。
固体表面存在微观结构，当它们与液体接触时，微观结构会捕获小气泡从而在接触面产生一层空气薄膜[5-6]。
这种薄膜可以将固液面分离，使固体表面表现出独特的超疏水特性[7-8]，而这种性质正是液滴撞击超疏水表面产生回弹现象的主要原因。
此外，液滴发生沉积和回弹之间的界限是由动态接触角[9-10]和表面润湿性[11]所决定的观点已被证实。
近年来，撞击液滴在固体表面的反弹现象引起了越来越多的关注和研究，很多基于液滴接触时间的分析研究表明，这种基于表面的能量转换的时间主要是由惯性力和毛细力所控制。
然而这些研究大多针对平面，也有一部分工作是针对拥有几何凸起结构的超疏水表面，如球体[12]、脊状体[13]、锥状体[14]、圆柱体[15]等形状凸起和弯曲结构，这类独特的表面会导致液滴的不对称扩散和反冲，使接触时间大大减少[16]。
超疏水表面上液滴撞击动力学的研究
直径的关系式 ， 理论推导过程不仅考虑 了撞 击过程中的表面能的变化 ， 同时考虑 了微结构缝 隙中流体 的粘性耗散作用 ， 最终 的理 论关
系式与实验结果相 吻合 。
关键 词 ： 液滴撞击； 超疏水； 粘性耗散
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ｎ ｍｉｓ ｏ ａ ｅ ｏ ｌｔＩ ｐ ｃ ｉ ｇ Ｓ ｐ ｒ ｙ ｒ ｐ ０ ｉ ｕ ｆ ｃ ｓ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅ Ｄｙ ａ ｃ ｆＷ ｔｒ Ｄｒ ｐ ｅ ｍ ａ ｔ ｕ ｅ ｈ ｄ ０ ｈ ｂ ｃ Ｓ ｒａ ｅ ｎ
２１ 年 ３ ０ １ ９卷第 ２ 期 ２
广州化工
・９ ３・
超 疏 水 表 面 上 液 滴撞 击 动 力 学 的研 究 米
李西营 ，高 丽 ，刘 勇 ，杨 浩 ，毛立群
４５０ ） ７０４
（ 南大 学化 学化 工 学 院 ，河 南 开封 河
摘 要 ： 利用高速摄像技术研究了超疏水表面上液滴撞击过程的动力学。根据能量守恒观点理论研究了撞击液滴的最大铺展
水滴撞击的流体力学研究
水滴撞击的流体力学研究水滴是一个普遍存在于自然界中的物体，它的运动、碰撞、分裂等现象都是流体力学研究的经典问题。
在水滴撞击的研究中，研究者们通过实验和数值模拟等多种手段，揭示了水滴撞击的流体力学规律，并探索了水滴撞击的应用前景。
一、基于水滴撞击的流体力学研究方法水滴撞击的研究离不开多种实验手段。
在实验中，研究者们通过不同形状、大小、速度和表面润湿性的水滴撞击实验，观测分析水滴在不同条件下的形态和行为。
同时，还可以通过高速摄像技术、液面高度传感器等测量手段对水滴撞击后的液体表面形态和波动情况进行记录和分析，进一步揭示水滴撞击的流体力学规律。
在数值模拟方面，研究者们利用各类计算流体力学软件，通过有限体积、有限元等方法，对水滴撞击的流动场进行建模和计算。
这种方法可以有效地模拟实验难以观测到的微观细节，探究水滴撞击的流体力学机理。
二、水滴撞击的流体力学规律（一）水滴撞击与悬滴稳定性水滴从高处自由落下撞击平面时，撞击后的水滴在表面形成液体圆盘。
这个过程被称为水滴的“rebound（反弹）”现象。
研究表明，水滴撞击后的反弹高度与撞击速度、撞击角度、液体表面张力等参数有关。
同时，液体表面的微小纹路也对水滴的反弹高度起到重要的影响。
此外，悬滴稳定性也是水滴撞击研究的重要内容之一。
在平面上多个悬点撞击的研究中，发现悬滴稳定性与其形态、速度、涂覆材料等有关。
（二）水滴的分裂现象水滴在撞击平面的过程中，往往会出现分裂现象，形成多个小水滴。
研究发现，水滴撞击前的吸气过程会形成内部气泡，撞击时气泡受到挤压会向外扩张，导致水滴分裂。
此外，水滴的表面润湿性也会影响水滴分裂现象。
加入表面活性剂可以减弱水滴表面张力，从而抑制水滴分裂。
（三）水滴撞击与破坏现象水滴的撞击不仅会引起反弹和分裂的现象，还会引起破坏和喷溅等现象。
在研究中，可以通过调整水滴的速度和角度进行控制，以便了解水滴撞击强度对表面结构和材料性能的影响。
研究表明，水滴撞击强度与材料表面的微观结构、表面特性等密切相关。
液滴碰撞动力学与层流预混火焰动力学的研究
液滴碰撞动力学与层流预混火焰动力学的研究内燃机喷雾燃烧是多相、多尺度、强烈非线性的科学问题,包含诸多液滴动力学和火焰动力学基本物理现象。
从机理层面深入认识这些基本物理现象是实现高效、清洁燃烧的重要理论基础。
本课题针对液滴碰撞动力学问题开展了数值模拟研究,并考虑到两相流和预混火焰在流体本质上的相似性,提出了适用于预混火焰模拟的扩散界面方法。
为简化问题,研究中仅考虑层流情况。
研究采用格子玻尔兹曼方法作为计算平台,并首先对其广泛应用的伪势类多相流模型进行了评估分析。
结果表明,数值稳定性和两相共存密度均与松弛时间相关,且界面虚假速度处于较高水平。
在此基础上,对基于相场方法的Lee多相流模型进行改进,通过采用多松弛时间碰撞算子并进行柱坐标变换,实现了高密度比和低流体粘性下轴对称两相流问题的稳定模拟。
实验验证结果表明,改进后的模型能够定量地预测液滴变形、碰撞结果以及内部混合特性。
基于改进的多相流模型,开展了牛顿流体液滴碰撞动力学的模拟研究。
结果表明,液滴碰撞过程中存在强烈的流场应变,Weber数(We)和直径比是影响液滴变形及碰撞结果的决定参数。
另一方面,Ohnesorge数(Oh)虽然仅对液滴变形和碰撞结果起定量调节作用,却显著影响液滴内部混合特性,即混合与粘性耗散作用直接相关。
在高Oh数下,小液滴聚集于大液滴一侧;适中Oh数下,小液滴铺展于大液滴表面;低Oh数下,小液滴则穿入大液滴内部,形成表面张力主导(We数趋于0)和惯性力主导(有限We数)的两类射流。
认识到液滴变形过程中存在强烈流场应变以及粘性耗散对内部混合的决定性影响后,进一步考虑了非牛顿流体(粘性与剪切率相关)的液滴碰撞。
研究发现,对于低We数液滴融合,剪切变稀效应显著促进液滴内部第一类射流的产生,而小液滴对该过程起主导作用;对于有限We数的液滴碰撞,剪切变稀/变稠效应分别促进/抑制反射分离的发生,而液滴之间不同流变性造成的粘性耗散差异则可打破相同尺寸液滴碰撞的对称性,实现内部混合的强化,这种强化效果也随着流变性差异的增加而增强。
纳米液滴撞击柱状固体表面动态行为的分子动力学模拟
4 结果与讨论
4.1 液滴接触角的计算
接触角是表征固体表面性能的重要参数. 为了
计算液滴在光滑铜表面的接触角, 用小立方体对
模拟体系进行划分, 立方体的尺寸为 1 Å × 1 Å ×
1 Å. 由 于 液 滴 在 x-y 平 面 投 影 的 对 称 性 , 故 只
分析右半部分. 计算每个立方体内水分子的密度
134704-1
物 理 学 报 Acta Phys. Sin. Vol. 70, No. 13 (2021) 134704
的速度分布并提出粘性耗散机制. Yin 等 [20] 分析 了两个等大小的液滴撞击光滑表面后的动态过程, 发现当液滴速度较高时撞击后的液滴会在交界处 产生径向射流现象.
ห้องสมุดไป่ตู้
* 国家自然科学基金 (批准号: 51875105, 51875106)、福建省产学合作项目 (批准号: 2020H6025) 和晋江市福大科教园区发展中心 科研项目 (批准号: 2019-JJFDKY-54) 资助的课题.
† 通信作者. E-mail: panling@
© 2021 中国物理学会 Chinese Physical Society
距离, qia , qjb 分别为 a 和 b 处的电荷量; ε0 为真 空中介电常数. 氧的相互作用参数 εO = 0.1628 kcal/mol; σO = 3.1644 Å; 铜的相互作用参数εCu = 0.2379 kcal/mol, σCu = 2.3400 Å[30].
水和铜之间的 LJ 相互作用参数 σmn 和 εmn 由 Lorentz-Berthelot 规则 [31] 获得
Lennard-Jones(LJ) 势函数描述相互作用 [18,20]. 水
液滴撞击不同浸润性壁面动态过程的数值模拟
液滴撞击不同浸润性壁面动态过程的数值模拟液滴撞击不同浸润性壁面动态过程的数值模拟是一类涉及复杂流体力学问题的计算方法，它使用数值模拟的方式来研究因液滴撞击而引起的壁面变形、能量传递和流场变化等动态特性。
它主要包括液滴撞击不同浸润性壁面的初始状态的建立、壁面的变形和变化过程的模拟、以及液滴撞击壁面时能量的传递和流场变化的模拟。
液滴撞击不同浸润性壁面动态过程的数值模拟，首先要建立液滴撞击不同浸润性壁面的初始状态，对于不同的浸润性壁面，要根据它们的物理特性，如弹性模量、粘性系数等，来定义壁面的初始条件，并将所有的物理量都定义成常数，然后通过数值模拟来模拟液滴撞击不同浸润性壁面时壁面的变形和变化过程。
在液滴撞击不同浸润性壁面时，会发生流体动力学效应，这些效应会对壁面的变形和变化造成影响。
因此，在模拟过程中，要考虑液滴撞击壁面时引起的流体动力学效应，使用相应的数学模型和计算方法来模拟液滴撞击不同浸润性壁面的变形情况和变化过程，用以研究不同材料壁面在液滴撞击时的变形情况。
此外，还需要考虑液滴撞击壁面时能量传递和流场变化的特性，即液滴撞击壁面时，液滴的动能会通过壁面传递到壁面，壁面的动能会向液滴传递，从而引起流场变化，从而改变壁面的变形、流场的分布等。
因此，在模拟过程中，要考虑液滴撞击壁面时能量传递和流场变化的特性，使用相应的数学模型和计算方法来模拟液滴撞击不同浸润性壁面时能量的传递和流场变化的情况，以便更好地了解液滴撞击不同浸润性壁面时能量传递和流场变化的情况。
总之，液滴撞击不同浸润性壁面动态过程的数值模拟是一类涉及复杂流体力学问题的计算方法，它使用数值模拟的方式来研究因液滴撞击而引起的壁面变形、能量传递和流场变化等动态特性，以便更好地了解液滴撞击不同浸润性壁面的变形和变化情况，以及液滴撞击壁面时能量的传递和流场变化的特性。
液滴和气泡的运动规律表面张力干扰和碰撞等现象
液滴和气泡的运动规律表面张力干扰和碰撞等现象液滴和气泡是我们日常生活中常见的物理现象，它们的运动规律以及与表面张力的关系一直备受研究者的关注。
本文将通过详细介绍液滴和气泡的运动规律，探讨表面张力对它们的影响，并分析碰撞等现象背后的物理机制。
一、液滴的运动规律液滴是一种由液体形成的球形物体，其运动受到多种力的影响。
首先，液滴的运动受重力的作用，重力会使液滴向下运动。
其次，液滴的运动还受到空气阻力的影响，阻力会减缓液滴的运动速度。
最重要的是，液滴的运动受到液体内部的粘性力和表面张力的共同作用。
表面张力是指在液体表面上的分子之间形成的一种力，这种力使液体表面呈现出一种薄膜状的特性。
液滴因为表面张力的存在而呈现出球形，这是因为表面张力使液滴内部的液体分子受到向内收缩的力。
液滴在运动过程中，表面张力会对其运动轨迹产生重要的影响。
液滴在不同的表面上运动时，由于表面张力的不同，会呈现出不同的特性。
例如，在疏水表面上，液滴会形成较大的接触角，即液滴与表面之间形成一定的角度，这使得液滴更容易滑动。
相反，在亲水表面上，液滴与表面之间形成较小的接触角，液滴更倾向于附着在表面上。
二、气泡的运动规律气泡是一种由气体形成的球形物体，它的运动规律与液滴有些相似，但也存在一些不同之处。
气泡除了受到重力和阻力的影响外，还会受到气体内部的压力和表面张力的作用。
与液滴不同的是，气泡的内部气体受到压强的作用，这会使气泡内部形成一个稍微高于外界气压的区域。
这种差异压强会使气泡在运动过程中扩大或收缩。
而表面张力则使气泡呈现出球形，同时也影响着气泡的运动轨迹。
与液滴一样，气泡在运动过程中也会受到表面张力的影响。
不同的表面张力会使气泡的运动速度和轨迹发生变化。
在具有高表面张力的情况下，气泡往往会更加稳定，形成较小的接触角。
而在表面张力较低的情况下，气泡更倾向于扩展和破裂。
三、表面张力对液滴和气泡的影响表面张力对液滴和气泡的运动规律有着显著影响。
液滴撞击液膜过程研究
液滴撞击液膜过程研究液滴撞击液膜过程研究液滴撞击液膜过程是一种常见的现象，它在很多领域都有着广泛的应用，例如喷雾涂装、燃烧、化学反应等。
因此，对液滴撞击液膜过程的研究具有重要的理论和实际意义。
液滴撞击液膜过程的研究可以分为两个方面：一是液滴的运动规律，二是液膜的变形和破裂过程。
液滴的运动规律是指液滴在撞击液膜时的速度、形状和轨迹等方面的变化。
研究表明，液滴的运动规律与液滴的表面张力、液滴和液膜的物理化学性质、液滴和液膜的相对速度等因素有关。
例如，当液滴的表面张力较大时，液滴在撞击液膜时会产生反弹现象；当液滴和液膜的相对速度较大时，液滴会产生喷溅现象。
液膜的变形和破裂过程是指液滴撞击液膜时，液膜表面的形态变化和液膜的破裂现象。
研究表明，液膜的变形和破裂过程与液膜的厚度、液膜的表面张力、液滴和液膜的相对速度等因素有关。
例如，当液膜的厚度较大时，液膜的变形和破裂过程会受到液滴的影响较小；当液膜的表面张力较大时，液膜的变形和破裂过程会受到液滴的影响较大。
为了研究液滴撞击液膜过程，研究者们采用了多种实验方法和数值模拟方法。
实验方法主要包括高速摄影、激光干涉、电容传感器等；数值模拟方法主要包括有限元法、边界元法、格子Boltzmann方法等。
这些方法可以有效地研究液滴撞击液膜过程的各个方面，为液滴撞击液膜过程的应用提供了理论基础和技术支持。
总之，液滴撞击液膜过程的研究具有重要的理论和实际意义。
通过对液滴的运动规律和液膜的变形和破裂过程的研究，可以更好地理解液滴撞击液膜过程的本质，为液滴撞击液膜过程的应用提供理论基础和技术支持。
液滴撞击液膜过程研究
液滴撞击液膜过程研究一、引言液滴撞击液膜是一个在物理、化学以及工程等领域都具有重要意义的研究课题。
本文将对液滴撞击液膜的过程进行全面、详细、完整、深入的探讨。
二、液滴撞击液膜的基本原理液滴撞击液膜是指一个液滴与一个平净的液体表面之间的相互作用过程。
当液滴接近液膜时，其动能将会转化为表面能，导致液滴在撞击后变形或破裂。
液滴撞击液膜的研究有助于理解和预测许多自然界和工程中的现象，例如雨滴撞击水面、汽车喷漆、涂料喷射等。
同时，液滴撞击液膜还可以在实验室中用于研究微流体动力学、液滴生成和分裂等问题。
三、液滴撞击液膜的过程液滴撞击液膜的过程可以分为以下几个阶段：1. 液滴接触液膜液滴与液膜接触时，液滴的表面张力将会使其迅速扩展，与液膜形成接触线。
此时，液滴的速度逐渐减小，能量转化为表面能。
2. 液滴传递动能当液滴继续向前运动时，其内部的液体将会传递动能到液滴前部，从而使得液滴前部的速度增加。
3. 液滴形变或破裂当液滴与液膜的速度差足够大时，液滴可能会发生形变或破裂。
液滴的形变方式可以是扁平、尾巴形状等。
如果液滴的速度过高，液滴可能会完全破裂成小颗粒。
4. 液滴退回或反弹部分液滴经过撞击后会退回到液滴原来的状态，而另一部分液滴则可能会反弹离开液膜。
液滴退回或反弹的过程与液滴与液膜之间的相互作用力有关。
四、影响液滴撞击液膜的因素液滴撞击液膜的过程受到多个因素的影响，以下列举了一些主要因素：1.液滴大小2.液滴速度3.液体性质（例如粘度）4.液膜性质（例如表面张力）五、研究方法和应用研究液滴撞击液膜的过程通常采用实验方法和数值模拟方法相结合的方式。
实验方法可以通过高速摄影技术等手段观察和记录液滴撞击液膜的详细过程，从而获得实验数据。
数值模拟方法则可以通过建立液滴和液膜的数学模型，利用计算机进行模拟计算，得到与实验结果相符合的理论预测。
液滴撞击液膜的研究对于多个领域具有重要意义。
在工业上，液滴撞击液膜的过程研究可以优化涂料喷涂和喷漆过程，提高涂层质量。
液滴振动与表面张力的动力学模拟
液滴振动与表面张力的动力学模拟液滴是我们日常生活中常见的现象，无论是从水龙头滴下的水珠，还是在实验室中进行的科学研究中的液滴实验，都离不开对液滴的振动和表面张力进行动力学模拟的研究。
本文将探讨液滴振动与表面张力的动力学模拟，并提供一些不同的方法和技术。
1. 液滴振动的原理液滴振动涉及到液滴的内部和外部力学特性。
一方面，液滴表面张力使得液滴在自身重力的作用下保持形状稳定。
另一方面，液滴的振动受到外界激励力的影响，例如声波、电场等。
2. 表面张力的动力学模拟表面张力可以通过分子动力学模拟和有限元分析等方法进行研究。
分子动力学模拟是一种基于牛顿运动定律的计算方法，通过模拟大量分子之间的相互作用力来模拟液滴的表面张力。
有限元分析则利用数学模型将液滴分割成多个离散的小单元，通过计算每个单元之间的力的平衡来模拟表面张力。
3. 液滴振动的动力学模拟方法液滴的振动和变形可以通过数值模拟的方法进行研究。
其中，有限差分法和有限元法是比较常用的两种方法。
有限差分法将液滴划分成有限差分网格，通过计算每个网格点的位移和速度来模拟液滴的振动。
有限元法则将液滴分割成多个离散的单元，通过计算每个单元的位移和速度来模拟液滴的振动。
4. 液滴振动的应用液滴振动的研究不仅具有基础科学意义，还有许多实际应用。
例如，在微流体领域，液滴振动可以用于分离和混合样品，以及控制微流体系统的流速和流量。
此外，在涂层和涂装工艺中，液滴振动可以改善涂层均匀性和附着性能。
5. 液滴振动的挑战与展望液滴振动的研究仍然面临着许多挑战。
首先，液滴的振动是一个复杂的非线性问题，需要进一步优化模型和算法。
其次，实验测量液滴振动的精度和可重复性也需要提高。
未来的发展方向包括改进模型和算法，探索新的实验方法，并将实验结果与模拟结果进行验证和比较。
总结液滴振动与表面张力的动力学模拟是一个复杂而有趣的研究领域。
通过分子动力学模拟、有限元分析和数值模拟等方法，我们可以更深入地了解和预测液滴的行为。
胶体溶液中的液滴动力学研究
胶体溶液中的液滴动力学研究胶体溶液中的液滴动力学研究是关于胶体颗粒在液体介质中形成稳定分散系统的研究。
胶体是介于分子和宏观物体之间的结构体系，具有独特的物理化学性质。
液滴是一种由液体导向气体形成的球形体。
胶体溶液中的液滴动力学研究是研究液滴在胶体颗粒分散体系中的动力学行为以及它们与周围胶体颗粒之间的相互作用。
这是一个重要的研究领域，对于了解微观现象、材料科学、生物学和医学有着重要的意义。
液滴在胶体溶液中的动力学行为胶体颗粒在液体中的行为是由Brownian运动控制的，它们经常与周围的分子和其他颗粒发生碰撞和相互作用。
当液滴被引入后，它们也受到周围颗粒的作用。
液滴的形态和运动受到它们的形状、尺寸、表面张力以及容器和周围介质的性质的影响。
因此，胶体颗粒的性质对于液滴的运动和形态具有重要的影响。
液滴在胶体溶液中的运动可以通过胶体颗粒的空间排列进行调控。
胶体颗粒之间的交互作用可以通过荧光和激光散射等工具进行测量和分析。
这些技术可以用来研究胶体颗粒对液滴表面的吸附和表面张力的影响，以及它们与液滴之间的相互作用。
当液滴进入胶体溶液后，它们受到分散体系中的阻力和作用力的影响。
受到的力包括浮力、黏度、液面张力、表面张力和形态力等。
液滴的形态和速度可以通过它们受到的这些力来解释。
另外，液滴的运动还受到外部力的影响，如重力和电场。
最近的研究表明，胶体溶液中的电场对液滴的运动和形态也有显著的影响。
液滴与胶体颗粒的相互作用液滴与周围的胶体颗粒之间有很强的相互作用，这些作用可以影响液滴的形态和运动。
液滴与胶体颗粒之间的作用力包括范德华力、电双层作用力和水合作用力等。
液滴的表面张力还会导致液滴吸附近邻的胶体颗粒，形成一定数量的润湿层。
这些润湿层的特性取决于液滴和胶体颗粒表面的化学特性。
胶体颗粒之间的静电相互作用是液滴与胶体颗粒相互作用的重要机制之一。
静电作用力在胶体颗粒之间的作用力中占据重要地位，使得液滴与周围的胶体颗粒之间的作用力发生了变化。
液滴撞击高温曲面动力学特性试验研究
触 固 体 表 面 形 同 光 滑 的 超 疏 水 表 面 粗 糙微 结 构 对 ， ，
液
滴铺
展影
响
较
小ｎ
６ ］
同 时 液 滴 在 蒸 汽 层 上 铺 展 削
，
弱 了 粘 性 耗 散 损 失 研 究 发 现 Ｌｅ ｉｄ ｅｎｆｒ ｏｓ ｔ 状 态 表 面 温 ，
度 的 进 一 步升 高 对 液 滴 最 大 铺展 及 达 到 最 大 铺 展 所
、 表 面 粗 糙 度 、 碰 撞 速
度 等 对 液 滴 动 态 Ｌｅｉ ｄｅ ｎｆ ｒｏｓ ｔ 温 度 均 有 重 要 影 响 ＞ ８ ］ ，
其 中 固 体 表面 亲 水 性增 强 、 碰 撞 速度 增 大 均 提 高 了 动
温 度 表 微 类 对 态 Ｌｅｉ ｄｅｎｆｒｏ ｓｔ
斜 碰撞 高 温 圆 球 表 面 发 现 Ｌｅ ｉｄｅｎｆｒｏ ｓｔ 沸 腾 下 液 滴 铺 ，
ｗ ｗｗ
．
ｚｇ
ｚｚｚ
．
ｃ
ｏ
ｍｃ ．
门
专题 理 论 探 究 丨
Ｓ ａ ｐ ｅ ｃ ｉ
ｌ
Ｔｈ
ｏ ｅ ｅ ｒ
ｔｉ
ｃａ
Ｒ
ｌ
ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃｈ
沈 胜 强 等 ５ ｜
［
］
在 液 滴 碰 撞 不 锈 钢 表 面 试 验 中 同 样 观 察 到 此 现 象 。
当 表 面 温 度 大 于 液 滴 的 Ｌｅ ｄ ｉ ｅｎｆｒｏ ｓ ｔ 温 度 时 液 滴 与 表 ，
面 之 间 稳 定 的 气 流 层 阻 碍 液 滴 与 表 面 之 间 的 直 接 接
关 键词
液滴碰撞亲-疏水交界面的动力学特征
原子能科学技术 +,&-./0123456/.21/271892/:1&'&45
%&'(!"!)&(#$ ;/,(Байду номын сангаас$*$
液滴碰撞亲H疏水交界面的动力学特征
孔庆盼纪献兵" 尤天伢周儒鸿徐进良
"华北电力大学 低品位能源多相流与传热北京市重点实验室!北京!#$**$I$
Copyright©博看网 . All Rights Reserved.
#D$*
原 子 能 科 学 技 术 ! ! 第!"卷
7,7/23,7.1CN228!,:283&N'2,CN3278.14718,:283&N'2,[&R1/2&//R3C.-R',712&RC'5( 9:283&N'2,CN3278.14/&2]]./.21,].3C,.1/327C2C!,:2182/327C2C!718,:232.C7 /CN.P20 .1,:2CN3278.14/&2]]./.21,/R3\2(9:2].17'CN3278.14/&2]]./.21,4378R7''5.1/327C2C718 ,218C,&[2C,7['2(9:24327,23,:2.-N7/,CN228!,:2'73423,:2CN3278.14/&2]]./.21,.1 ,:2273'5C,742&]CN3278.14(9:2212345717'5C.C8R3.14,:283&N'2,CN3278.14N3&/2CC C:&MC,:7,,:2-R,R7'/&1\23C.&1&]83&N'2,P.12,./212345718CR3]7/2212345.C,:2P25 ,&83&N'2,-&,.&1718CN3278.14( 9-:;"'!6'83&N'2,#/&''.C.&1#8517-.//:737/,23.C,./#M2,,7[.'.,5#CR3]7/2212345
液滴撞击不同粗糙度固体表面动力学行为实验研究
液滴撞击不同粗糙度固体表面动力学行为实验研究秦梦晓;张旭辉;汤成龙【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2017(051)009【摘要】针对液滴撞击固体表面时动力学行为的不同影响因素,利用高速摄像技术捕捉了4种物性不同的液滴,即癸烷、十四烷、蒸馏水和无水乙醇液滴撞击不同粗糙度固体表面后的铺展与飞溅形态.探究了黏度、表面张力与实验壁面粗糙度对液滴撞击壁面后的最大铺展因数和铺展-飞溅临界韦伯数的影响.结果表明:实验流体的动力黏度越大,液滴在铺展过程中受到的阻力越大,也就越不容易铺展,相同韦伯数下的最大铺展因数越小;表面张力越大,液滴碰壁后更有可能发生回缩.在实验过程中也观察到,只有表面张力明显大于其他工质的蒸馏水液滴在碰壁后发生了回缩.壁面越粗糙,液滴在铺展过程中需要润湿越大面积的壁面,增加了黏性耗散,且受到的阻力也更大,相同韦伯数的液滴碰壁后的最大铺展因数也越小.对Laan的公式进行了粗糙度的补充,得到了最大铺展因数与韦伯数、雷诺数及粗糙度的关系.壁面粗糙度对液滴铺展后的边缘造成扰动,使液滴更容易发生飞溅,铺展-飞溅的临界韦伯数随着壁面粗糙度的增加而减小,且壁面粗糙度对小奥内佐格数流体的临界韦伯数影响更大.【总页数】6页(P26-31)【作者】秦梦晓;张旭辉;汤成龙【作者单位】西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,710049,西安;西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,710049,西安;西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,710049,西安【正文语种】中文【中图分类】TK402【相关文献】1.不同亲疏水表面液滴动力学行为实验研究 [J], 张帆;陈凤;薄涵亮2.液滴撞击固体表面时的流体动力特性实验研究 [J], 毛靖儒;施红辉3.液滴撞击固体表面过程的实验研究 [J], 陈烽;王登飞;蔡子琦;高正明;刘新卫4.水平磁场作用下金属液滴撞击电解质液池表面的实验研究 [J], 任东伟;阳倦成;倪明玖5.液滴撞击水平固体表面的可视化实验研究 [J], 李维仲;朱卫英;权生林;姜远新因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
液滴碰撞粗糙表面动力学模拟研究：液滴直径的影响-毕业论文
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要液滴撞击壁面的现象在生活中随处可见，例如喷洒农药，喷涂油漆，喷墨打印等。
影响液滴撞壁的参数有很多，包括液滴的体积，表面张力，粘度，撞击速度与角度等，表面粗糙度也是很重要的因素之一。
实际生活中的真实粗糙表面多为随机粗糙表面，因此只考虑光滑表面和规则粗糙表面的情况是不够的。
系统地研究液滴撞击粗糙表面后的铺展状态，对工业，农业等领域都有非常重要的意义。
针对液滴碰撞粗糙表面后的铺展过程，本论文利用COMSOL Multiphysics 软件，建立液滴撞壁的模型，壁面选择随机粗糙表面和规则粗糙表面两类，模拟真实液滴在粗糙表面的撞击铺展，然后使用Matlab工具对所得实验结果进行分析。
我们比较了液滴碰撞两种不同粗糙表面后的铺展系数，高度系数，平衡接触角和相对接触面积，显示随机粗糙表面比规则粗糙表面花费更长的回弹时间，各项数据也有不同，说明液滴撞壁过程不能忽视表面形貌的影响。
对于单一粗糙表面，我们仅改变初始速度，液滴平衡后的状态没有明显的不同。
本论文也进行了同时改变液滴直径和初始速度的实验研究，分析数据后发现即使韦伯数保持不变，液滴直径和速度的差别也会使实验结果存在差异。
关键词：液滴，粗糙表面，韦伯数，铺展与回缩作者：武璇指导老师：肖杰AbstractDroplets can be seen everywhere in life, such as spraying pesticides, spraying paints, inkjet printing, and the like. There are many factors that affect the process of droplet collision, including droplet volume, surface tension, viscosity, impact velocity and contactangle, etc. Surface roughness is also one of the most important factors. The actual rough surface in real life is mostly a random rough surface, so it is not enough to consider only the case of a smooth surface and a regular rough surface. It is very important to study the spreading state and parameters of droplets after they impact the rough surface.For the spreading process of droplets impacting a rough surface, this paper uses COMSOL Multiphysics software to establish a model of droplet collision surface. The random rough surface and regular rough surface are selected to simulate the spread of real droplets on the rough surface. Then use Matlab tool to analyze the experimental results.We compared the spread coefficient, height coefficient, equilibrium contact angle and equilibrium contact area after the droplet impacted on two different rough surfaces, showing that the random rough surface takes longer rebound time than the regular rough surface, and the parameters are also different. The collision of the droplets cannot ignore the influence of surface morphology. For a single rough surface, we only change the initial velocity, and the state of the droplets after the balance is not significantly different.This paper also carried out an experimental study that simultaneously changed the droplet diameter and initial velocity. After analyzing the data, it was found that even if the Weber number remains unchanged, the difference in droplet diameter and velocity will make the experimental results different.Key words: droplet, rough surface, Weber number, spreading and retraction第一章绪论1.1选题的目的及介绍液滴与固体表面的碰撞不仅是自然界非常常见的现象，也在工业，农业生产中广泛发生，如雨滴下落，农药喷洒，汽车表面喷漆等。
液滴撞击液膜过程研究
液滴撞击液膜过程研究以液滴撞击液膜过程研究为题，我们将探讨这一现象的原因、影响因素以及其在科学研究和工程应用中的重要性。
液滴撞击液膜是一种常见的现象，可以在我们的日常生活中观察到，比如雨滴撞击在水面上。
这一现象在科学研究和工程应用中都具有重要意义，尤其在液滴研究、液滴喷雾和液体薄膜技术等领域。
液滴撞击液膜的过程可以分为三个阶段：接触阶段、扩展阶段和回缩阶段。
首先，当液滴接触到液膜表面时，会发生接触线的形成。
液滴的表面张力会使其尽量保持圆形，但在接触线处会出现局部的变形。
接着，在扩展阶段，液滴会扩展并逐渐覆盖整个液膜表面。
最后，在回缩阶段，液滴会从液膜表面分离并形成溅射和飞溅。
液滴撞击液膜的过程受到多种因素的影响，其中最主要的是液滴的速度、液滴和液膜的性质以及液滴和液膜之间的相对位置和角度。
液滴的速度越高，液滴撞击液膜的力度也越大。
液滴和液膜的性质则决定了液滴在撞击过程中的形变和扩散速度。
而液滴和液膜之间的相对位置和角度则决定了撞击后液滴的运动轨迹。
液滴撞击液膜的研究在科学研究和工程应用中都具有重要意义。
在科学研究方面，通过研究液滴撞击液膜的过程，可以深入了解液滴的动力学行为和表面张力等物理性质。
这有助于我们对液滴行为的理解和掌握，进而应用于不同领域的研究，如材料科学、生物医学和环境科学等。
在工程应用方面，液滴撞击液膜的研究可以为液滴喷雾技术和液体薄膜技术的发展提供重要参考。
通过控制液滴撞击液膜的过程，可以实现液滴的精确喷射和分散，从而在微纳米加工、药物传递和涂层技术等领域发挥重要作用。
液滴撞击液膜是一个复杂的物理过程，其研究对于科学研究和工程应用具有重要意义。
通过深入研究液滴撞击液膜的原因、影响因素和应用前景，可以为相关领域的进一步发展提供重要参考，推动科技的进步和应用的创新。
轴承腔油滴碰撞油膜的动力学
轴承腔油滴碰撞油膜的动力学轴承腔内油滴与油膜的碰撞是一个复杂的物理现象，在润滑工程和流体力学中具有重要意义。
当润滑油在轴承运行过程中被喷洒或流动到轴承内部时，可能会形成大小不一的油滴。
这些油滴与已经存在于轴承滚道和滚子表面间的连续油膜相互作用时，会发生一系列动力学效应：
1.碰撞过程：
-油滴与油膜相撞时，会发生撞击、破碎、合并和变形等现象。
油滴的能量会在碰撞瞬间转化为动能、势能和热能，可能导致油膜厚度的变化以及油膜内部的压力波动。
2.油膜动态响应：
-碰撞可能导致油膜形态的变化，比如溅射、扩散、卷吸等，这对油膜的润滑效能和传热效果有直接影响。
-油滴可能穿透油膜，改变油膜底层的流动状态和压力分布，进而影响轴承内部的弹流动力学特性。
3.能量传递与损失：
-油滴与油膜碰撞会导致能量交换，一部分能量用于克服粘性阻力，促进油膜的流动；另一部分能量可能以声波或微涡旋等形式耗散掉。
4.润滑与磨损：
-动态油膜的稳定性对轴承的磨损和寿命有重要影响。
油滴碰撞有助于补充润滑剂，但不良的碰撞效应可能导致局部润滑失效，增加轴承部件的磨损风险。
5.仿真与研究方法：
-科研人员常常借助计算机流体动力学中的VOF方法或其他先进模拟工具，对油滴与深油膜的碰撞过程进行三维数值模拟，以便深入理解碰撞后的油膜形貌演化和动力学行为。