表面自由能模型的改進(jìn)及液滴浸潤數(shù)值研究

陳嘯　孫中國　席光

摘要：通過優(yōu)化極值點(diǎn)位置，對(duì)表面自由能模型進(jìn)行了研究和改進(jìn)，改進(jìn)后的模型解決了原模型中表面粒子聚集和液滴形狀畸變的問題，采用移動(dòng)粒子半隱式法（MPS）結(jié)合改進(jìn)后的表面自由能模型，對(duì)受表面張力作用的自由面運(yùn)動(dòng)問題進(jìn)行了研究和分析，研究了包括氣液、固液和不互溶液液界面在內(nèi)的表面張力收縮和液滴浸潤過程，并提取了接觸角及浸潤面積等特征量進(jìn)行分析，數(shù)值計(jì)算結(jié)果與理論分析結(jié)果吻合較好，從結(jié)果中可以明顯觀察到固液浸潤過程的3個(gè)發(fā)展階段，浸潤速度隨時(shí)間遞減且與浸潤接觸角成反比，研究結(jié)果驗(yàn)證了MPS方法結(jié)合改進(jìn)后的表面自由能模型可以更加有效、準(zhǔn)確地模擬多界面張力的作用。