中文摘要：

液膜流动与相变在诸多理论研究和实际生产过程中具有十分重要的意义，薄液膜的稳定性和界面热质交换对于微小尺度换热设备的开发尤为重要。本研究集中于薄液膜形成、形态、维持和稳定性，从固液分子长程相互作用机制出发，考虑液膜与表面特性和微细结构的耦合关联，建立薄液膜流动和相变的准微观模型。借鉴传统研究对固体壁面热流、自由界面蒸发、热毛细力等因素对液膜形成、形态、维持稳定性和热质交换的分析，同时考虑固体表面特性的作用，揭示表面微结构在液膜形成、形态、维持中的作用和物理机制，认识热质交换规律。采用现代可视化测试手段（高速数字影像、微CT、IAI（Image-Analyzing Interfereometry）等），观测薄液膜的形态、维持稳定性及厚度场，探讨固体表面特性影响。在此基础上，引进动态湿润和动态液膜特性的影响，进一步揭示固体表面物理性质的作用，深刻认识薄液膜高效传递机理。

结论摘要：

薄液膜相变具有高的换热系数受到了国际传热届的广泛关注，而液膜的维持与稳定性是其获得高换热系数的前提。本项目对固体表面上液膜湿润特性、维持稳定性和相变传热开展了研究，主要包括固体表面液膜/液滴系统接触角滞后现象的分析；固体表面性质对液膜/液滴系统动态接触角的影响；固体表面上液滴振荡特性与振荡接触角分析；加热表面上液滴/液膜动态蒸发、铺展与再湿润性能；非均匀界面区结构的动态演化与动态表面张力；凝结液膜形态、稳定性与传热传质分析；倾斜表面液膜流动形态、动力学特性与稳定性分析；van der Waals长程力对薄液膜厚度场与稳定性的影响。通过研究，建立了描述粗糙固体表面上接触角滞后现象的滞后张力模型，基于润滑近似及前驱膜假设考察了固体表面性质对液膜动态湿润过程动态接触角与接触线稳定性的影响，研究结果表明，液膜的形态、维持稳定性和液膜与固体表面接触角滞后、动态接触角、接触线移动速率、van der Waals长程力、表面张力、液膜蒸发速率、蒸汽流速等因素密切相关，并分析了以上各种因素对液膜维持稳定性的影响。