接触角迟滞(CAH)是液滴在固体表面常见的现象,低毛细数下对液滴的形态和运动起重要作用。已有模拟液滴的格子Boltzmann方法(LBM)中尚未包含CAH模型。本项目拟发展含CAH模型的新型LBM,并将其用于研究壁面附近的液滴。具体包括将CAH模型加入基于相场的LBM,开发含CAH模型、适用较宽参数(如密度比和粘性比、毛细数等)范围的二维、轴对称及三维LBM程序;研究CAH对液滴和接触线运动的影响及有CAH时各参数的影响;针对壁面浸润性梯度驱动的液滴,研究有CAH时如何最优控制壁面浸润性以实现对其的快速输运;在LBM框架内比较不同CAH模型或模拟的研究和相关理论及实验结果,阐明其之间的关系、各自的适用性和优缺点。含CAH的液滴模拟属多相流模拟的前沿课题,引入CAH后的LBM可更准确模拟实际情形下液滴在基底上的运动,为重要应用如微流体芯片上的生化分析等提供更具价值的参考。
英文主题词lattice-Boltzmann method;contact angle hysteresis;drop;numerical simulation;contact line