粗糙表面上的接触角滞后 第一部分：机械能平衡框架
流体动力学
2022-12-26 v1
摘要
以动量守恒为起点，推导了一个多相机械能平衡方程，该方程考虑了运动控制体积内存在的多相物质和界面。将此平衡应用于锚定在三相接触线上的控制体积，当其越过粗糙且化学均质固体表面时。利用控制体积内物质行为的半定量模型，进行量级分析以确定平衡中哪些项显著，从而产生一个可用于根据三相接触线周围的界面动力学预测接触角滞后的方程。除该方程外，该理论还回答了润湿文献中讨论的几个问题：即（静态）接触角滞后是三相接触线周围条件的函数，而非周围流动系统的函数；接触角滞后源于耗散能量的界面“跳跃”，而非直接来自接触线变形；预测接触角滞后需要界面动力学，但这些动力学应通过能量守恒来解释；以及动态接触角取决于三相接触线周围的动能传输以及局部能量耗散。该框架的推导使用了不可压缩牛顿流体、可逆界面形成和零应变固体的假设——未来工作可放宽这些假设以使理论更具普遍适用性。
引用
@article{arxiv.2212.12157,
title = {Contact Angle Hysteresis on Rough Surfaces Part I: Mechanical Energy Balance Framework},
author = {Dalton J. E. Harvie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.12157},
year = {2022}
}