动态接触角与毛细数及其滞后的关联性

运动接触线问题在理论和实践中都备受关注。动态接触角随由接触线速度定义的毛细数而变化，且该关联性还取决于静态状态下测得的平衡接触角。这一关联性通常是基于类 Navier-Stokes 方程的传统求解器所需的输入，但在本研究中，使用晶格 Boltzmann 方法（LBM）在两种不混溶流体的驱替过程中将其作为输出进行模拟。宏观理论和分子动力学（MD）模拟已表明动态接触角余弦的线性标度律，先前的 LBM 研究也在小毛细数短区间及两种中性润湿条件下观察到该规律。然而，我们的研究表明该线性标度律在整个毛细数范围内成立，并且对所有润湿条件具有普适性。在平衡接触角为零的完全润湿（铺展）特殊情况下，当润湿性极强时会出现润湿流体的薄膜，这导致一种滞后现象：需要相当大的毛细数才能引发动态接触角偏离其平衡状态。该观察结果与先前关于由自由液膜引起的静态接触角滞后新机制的报道一致。随着毛细数增加，流体-流体界面在指进前开始振荡。对于具有不同平衡接触角的情形观察到不同的指进模式。