椭球液滴撞击超疏水表面反弹过程数值分析

来源：计算力学学报杂志2021年第2期北京时间：

作者：涂德浴,潘庆民,童宝宏

单位：安徽工业大学 机械工程学院, 马鞍山 243032,安徽工业大学 机械工程学院, 马鞍山 243032,安徽工业大学 机械工程学院, 马鞍山 243032

摘要：液滴在自由落体或受外力作用时常发生椭球形变，对其撞击超疏水壁面的运动形态及形成二次液滴有较大影响。本文假定具有不同轴向半径比值（AR）的椭球形液滴，采用耦合水平集-体积分数（CLSVOF）方法对椭球形液滴撞击超疏水平壁面进行数值模拟研究，对椭球形液滴撞击超疏水平壁面反弹过程运动形态和AR对二次液滴形成的影响进行分析。研究表明，不同AR液滴撞击超疏水壁面后反弹过程具有一定相似性，同时存在明显差异。液滴反弹过程中会拉伸形成长液柱，其未扰动界面直径随AR的增大而减小。在Plateau-Rayleigh不稳定性影响下，长液柱会发生破碎形成二次液滴，但较低的AR对二次液滴的形成有较明显的抑制作用，当AR小于临界值0.6时，反弹过程中液滴内部压力均匀稳定，最终不产生二次液滴。

关键词：椭球液滴碰壁,超疏水表面,计算流体力学,二次液滴,

基金资助：国家自然科学基金（51975005；51975174；51875152；51875154）；安徽省自然科学基金（2008085ME148；1908085QE195）资助项目.