尹宗军，苏 蓉，王清清，梅媛春，李 永

安徽信息工程学院机械工程学院，安徽芜湖,241100

液滴撞击壁面的运动机制广泛应用于各类技术，如降膜蒸发、喷墨打印、农药喷洒以及燃油喷射撞壁等[1]。通常把气-固-液的交界面称为三相接触线，移动接触线具有跨尺度关联性质，其在连续介质框架下的力学奇异性(或称为Huh-Scriven佯谬)一直是界面润湿动力学的核心力学问题。尽管一些消除该力学奇异性的机制被相继提出，例如前驱膜、滑移边界以及扩散界面等很好地消除了移动接触线剪切应力的r-1奇异性。然而，纳微系统和宏观系统服从不同的物理规律。在纳微米尺度上，比表面积将导致某些力学量具有微尺度效应[2]。随着微纳米技术的发展，对纳微液滴在固体界面的变形与流动的微观细节日益突出，故有必要在纳微尺度上研究分子团簇的流变行为演化。

近年来，利用CFD(Computational Fluid Dynamics)或者相场动力学方法研究宏观液滴界面拓扑行为引起了研究者的持续关注，例如VOF(Volume of Fluid)、Level Set以及CLS-VOF(Couple Level Set & Volume of Fluid)等。李燕[3]运用VOF模型对液滴撞击后变形过程的流场、压力场的变化进行数值模拟。Lunkad等[4]亦采用VOF模型，研究静态接触角(SCA)和动态接触角(DCA)模型对液滴撞击水平壁面和倾斜壁面的铺展行为的区别。采用无量纲方法研究不同机制下液滴沉积、反弹以及破碎等变形模式，从而得到具有普适性的结果或变形模式转变的判据。液滴撞击壁面过程的力学相似准则主要由下面几个无量纲数描述[5-6]：

(1)

式中,ρ表示液滴密度，g为重力加速度，μ为动力粘度，D0表示液滴直径，V0表示液滴初始撞击速度，γ表示液滴表面张力。……