计算任意表面上的静止液滴形状：一种新的两两力平滑粒子水动力学模型

研究液滴在表面上的形状是流体力学中的重要问题，具有来自农化喷雾到微流体设备等多个行业的应用。为了满足这些现实应用，计算预测液滴形状在复杂基底上——粗糙和化学异质表面——的外观是所需的。轴对称坐标中的基于网格离散化的数值解方法是该领域中成熟的方法的数值基础，但当问题不轴对称时，接触线的形状和接触角在其周围的分布是未知的。最近，粒子方法，如两两力平滑粒子水动力学（PF-SPH），被用于方便地 forego 对接触角的显式强制执行。然而，两两力模型远远没有成熟，文献中对两两力配置文件的选择尚无共识。我们提出了一对多项式力量配置文件，基于简单动机，对 PF-SPH 模型进行静态和动态测试的验证。我们展示了其能力通过计算物理结构表面、具有疏水条纹的表面以及既有微尺度粗糙度又有可变疏水性的虚拟小麦叶片上的液滴形状。我们预计该模型可以扩展到动态情景，如液滴的扩散或撞击。