含活性劑液滴鋪展過程中的指進特征

葉學民，王媛媛，李春曦

(電站設備狀態監測與控制教育部重點實驗室，華北電力大學，河北 保定 071003)

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含活性劑液滴鋪展過程中的指進特征

葉學民，王媛媛，李春曦

(電站設備狀態監測與控制教育部重點實驗室，華北電力大學，河北 保定 071003)

含活性劑液滴放置在預置液膜上或固體壁面上時，表面活性劑濃度梯度將驅動液滴向周圍鋪展，并在鋪展前沿處呈現出復雜的指進現象。通過數值模擬重現了含不溶性活性劑液滴在預置液膜表面鋪展過程中的指進現象，分析了指進現象中不同手指的指長和指寬的增長率，結合液膜厚度的功率譜圖，給出了導致液滴鋪展最不穩定的最危險擾動波數。研究表明：因初始擾動的存在，在液滴底部的液膜最薄區域產生指進現象，且隨時間延續，手指不斷伸長、變寬、分叉，指進現象更加顯著；施加不同形式的初始擾動呈現的指進現象有所區別：施加余弦擾動下的指進現象中長短手指分布較勻稱，而施加隨機擾動下的指進現象中長短手指分布均勻性較差，呈隨機特征；在當前計算參數情形下，影響液滴鋪展穩定性的最危險擾動波數為k=10。

活性劑液滴；鋪展；指進現象；功率譜

0 引 言

含活性劑液滴在固體表面上的潤濕或去潤濕過程在能源、化工、電子和醫學等領域具有廣泛的應用和潛在的應用前景[1-3]。實驗表明，潤濕過程中，在液膜前沿處伴有大量的分岔，合并和尖端分裂等復雜的非線性特征，總體上呈手指狀，因此稱為指進現象[2-7]。……