表面自由能模型的改進及液滴浸潤數值研究

陳嘯　孫中國　席光

摘要：通過優化極值點位置，對表面自由能模型進行了研究和改進，改進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，采用移動粒子半隱式法（MPS）結合改進后的表面自由能模型，對受表面張力作用的自由面運動問題進行了研究和分析，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行分析，數值計算結果與理論分析結果吻合較好，從結果中可以明顯觀察到固液浸潤過程的3個發展階段，浸潤速度隨時間遞減且與浸潤接觸角成反比，研究結果驗證了MPS方法結合改進后的表面自由能模型可以更加有效、準確地模擬多界面張力的作用。