非均匀润湿性表面捕获液滴的数值模拟

摘要

应用VOF模型,对同等大小的液滴在等距间隔亲疏水倾斜表面的滑移运动,进行了大量的二维数值模拟工作,得出了液滴在非均匀润湿性表面上滑移运动,受接触角差值Δθ、Bo数、Ca数以及间隔宽度W相关变量的影响。具体表现为:液滴在较大的接触角差值Δθ的情况下,受到的阻力越大,液滴向下滑移速度较慢;当接触角Δθ足够大时,液滴的速度会降低至零从而停留在斜面上,此时液滴可被壁面捕捉收集;Bo数值越大,液滴滑移受到的阻力越小,下滑处于加速状态,越难以被捕获;Ca数越大,液滴下滑速度同样越快,会在短时间内通过壁面,亦较难捕获。而对于不同间隔宽度W,选取合理中间值W=2/3R(R为液滴半径)时,液滴更易被斜面捕获。