基于晶格Boltzmann方法研究微液滴形变中接触角

邱文; 叶勇; 周思浩; 闻炳海

doi:10.16088/j.issn.1001-6600.2019.02.004

广西师范大学学报（自然科学版） ›› 2019, Vol. 37 ›› Issue (02) : 27 -37. DOI: 10.16088/j.issn.1001-6600.2019.02.004

基于晶格Boltzmann方法研究微液滴形变中接触角

邱文, 叶勇, 周思浩, 闻炳海

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摘要

接触角是常见的自然现象,是液体对固体表面浸润的结果,通过测量接触角可以判断固体表面亲疏液体的性质。从热力学自由能理论出发,采用基于化学势的多相流晶格Boltzmann方法研究表面上微小液滴形变中的接触角变化。通过设置不同的化学势来改变固体表面的亲疏液体性质,模拟计算中既有落在固体表面之上的液滴,也包括悬挂在固体表面下方的液滴。在忽略重力作用的情况下,模拟得到的接触角与球冠法的理论预期一致,并且液滴的接触角可以通过表面化学势线性调节。在考虑重力作用的情况下,虽然不同大小的液滴发生了明显的不同程度的形变,但是模拟计算所得的接触角保持不变,验证了微观接触角与重力无关的理论。