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张本熙老师在《Physics of Fluids》期刊发表论文

发布日期:2023-06-03

华北电力大学工程热物理研究中心张本熙老师作为第一作者、王晓东教授作为通讯作者,在流体力学权威期刊Physics of Fluids上发表题为The contact time of rebounding-coalescing droplets on rectangular-ridged superhydrophobic surfaces的研究论文。

图1 矩形脊超疏水表面上合并-反弹液滴的接触时间.

【论文概要】

本文首次研究了当矩形脊修饰的超疏水表面被液滴固着时,撞击该超疏水表面的液滴的反弹动力学特性。研究发现,下落液滴撞击矩形脊状超疏水表面上的固着液滴时,产生反弹-合并液滴。该合并-反弹液滴的动力学行为和接触时间受到固着液滴大小的影响。随韦伯数增加矩形脊超疏水表面上下落液滴撞击较大较小固着液滴后,合并-反弹液滴都有可能被矩形脊撕裂。一旦合并-反弹液滴被矩形脊撕裂,此时合并-反弹液滴的接触时间大幅度地减小并维持恒定此时接触时间不受韦伯数的影响。而当合并-反弹液滴不被矩形脊所撕裂时,合并-反弹液滴的接触时间随韦伯数的增加逐渐减小。值得注意的是,同未被固着液滴粘附的矩形脊超疏水表面单液滴撞击的动力学行为相比较,一旦矩形脊超疏水被固着液滴所粘附,撞击表面单液滴的动力学行为不仅受到了矩形脊的影响,也受到了液滴合并的影响。

在未来,考虑到液滴大小、脊高和脊宽等关键变量,应进行相关实验,以真正确定最低接触时间可能存在的位置。这将使我们对矩形脊状超疏水表面上反弹聚结液滴的接触时间有更深入的了解。

论文得到了国家自然科学基金(52206084)资助。