中国安全科学学报

作者：黄敏华, 王海桥, 郝小礼, 刘东, 赵彧, 陈世强

单位：1 湖南科技大学 资源环境与安全工程学院,湖南 湘潭 411201；2 湖南科技大学 土木工程学院,湖南 湘潭 411201；3 广西交通投资集团有限公司,广西 南宁 530025；4 中交隧道工程局有限公司,湖北 武汉 430010

关键词：液滴,介观尺度,润湿行为,理论模型,动态特征,接触角,铺展系数,界面力

基金：国家自然科学基金资助(51774134); 湖南省自然科学基金资助(2022JJ30251); 交通运输部交通运输行业重点科技项目(2021-MS5-126); 广西交通运输行业重点科技项目(桂交便函[2021]148号)

为从介观尺度考察液滴在固体基面的铺展特性,基于格子玻尔兹曼方法(LBM),在D2Q9物理模型中,通过离散速度和作用力,建立单个液滴动态润湿二维模型;利用上述理论模型,结合解析解,验证模型准确性,进一步引入无量纲参数Bond数,表征重力与表面张力相对大小对液滴润湿轮廓的影响,定量分析气-液界面参数和壁面属性对接触角和铺展系数的影响特征。研究结果表明:终态接触角和铺展系数由固体基面固有润湿属性和表面力决定;势能和表面能的相互转化是液滴实现动态润湿的关键,介观尺度下液滴特征半径不大于25时,液滴越大,终态接触角越小,铺展系数越大,一旦超出区间临界值,终态接触角和铺展系数将趋于定值;固体基面属性越大,则亲水性越强,终态接触角越小,液滴越容易铺展;气-液界面属性的绝对值越大,则表面张力越小,铺展系数越大,润湿效果越好。

来源：2023年第3期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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