液滴撞击锥体的界面模态演化分析

来源：上海理工大学学报杂志2026年第2期北京时间：

作者：吕明阳，朱兵

单位：上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093,上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093

摘要：开展自然界和工业应用中广泛存在的液滴撞击尖端凸起结构的界面演化现象研究具有重要意义。采用实验和数值模拟相结合的方法研究了液滴撞击超疏水圆锥体过程中界面的动态演化，重点研究了韦伯数We和锥角α对液滴在圆锥体表面的模态演化的影响，并结合速度场和压力场分析了模态切换的原因。研究发现，随着We的增大，液滴冲击圆锥体时会依次出现4种模态：未被刺穿且完全反弹；刺穿形成环状后完全反弹；刺穿形成环状，在回缩的过程中发生破碎；刺穿形成环状，在铺展过程中发生破碎。此外，随着α的增大，发现不同模态间切换的临界We逐渐增大。本研究工作不仅增强了对液滴在复杂表面上冲击行为的理解，而且可为指导相关工程应用提供重要参考。

关键词：液滴撞击;圆锥体;界面演化;模态切换

基金资助：国家自然科学基金资助项目（12572278）；上海市白玉兰人才计划浦江项目(23PJD070)