化学非均匀表面上动态接触角滞后的有效边界条件
流体动力学
2022-02-16 v1 软凝聚态物质
经典分析与常微分方程
摘要
近期的实验（Guan 等 2016a,b）揭示了动态接触角滞后中的许多有趣现象，但目前仍缺乏完整的理论解释。本工作中，我们研究了具有周期性化学图案的表面上表观前进与后退接触角的时间平均。我们首先利用 Onsager 变分原理推导了均匀表面上表观动态接触角的 Cox 型边界条件。基于此条件，我们提出了一个二维化学非均匀表面上若干典型移动接触线问题的简化模型。采用多尺度展开与平均技术，对渐近小化学图案下的模型进行近似，得到了平均动态接触角的定量公式。该公式明确给出了前进与后退接触角如何依赖于速度与基底的化学非均匀性，它是非均匀表面上 Cox 型边界条件的粗粒化版本。数值模拟被用于验证解析结果。数值结果还表明，该公式很好地刻画了实验中观察到的动态接触角滞后的复杂行为。
引用
@article{arxiv.2105.08290,
title = {Effective boundary conditions for dynamic contact angle hysteresis on chemically inhomogeneous surfaces},
author = {Zhen Zhang and Xianmin XU},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.08290},
year = {2022}
}