基于固体基底的两团渗漏介质滴液的电水动力学研究：基于相场格子玻尔兹曼方法
流体动力学
2025-08-15 v1
摘要
本文采用相场格子玻尔兹曼方法研究了固体基底上两团渗漏介质滴液的电水动力学。与可能发生 coalesce 或分离的悬浮滴液不同，基底上的两团渗漏介质滴液因亲水性和电力作用的影响，表现出更复杂的行为模式。结果表明，当施加水平电场时，观察到五种具有静电吸引力的作用模式，包括：不发生 coalesce 的吸引、发生 coalesce 的吸引、发生气泡嵌入的 coalesce、coalesce 后悬浮、以及悬浮后再 coalesce。特别地，如果滴液处于亲水状态，通常会观察到 coalesce 模式；而对于处于中性或疏水状态的滴液，介电常数比值对滴液行为具有重要影响。此外，在 coalesce 过程中，对于处于疏水状态的两团滴液不仅会捕获气泡，还可能在较大的介电常数比值或接触角下表现出悬浮。另一方面，当施加垂直电场时，存在三种具有静电排斥力的作用模式，包括：不发生 coalesce、coalesce，以及悬浮后再发生排斥。特别地，较小的介电常数比值或较大的接触角可抑制滴液的水平变形，从而防止其 coalesce。此外，在超疏水条件下，无论水平或垂直电场都使滴液悬浮。然而，垂直电场会导致悬浮滴液之间发生排斥，从而将它们推开，而水平电场则促进其 coalesce。
引用
@article{arxiv.2508.10037,
title = {Electrohydrodynamics of a pair of leaky dielectric droplets on the solid substrate: A lattice Boltzmann study},
author = {Jiang Peng and Xi Liu and Zhenhua Chai and Changsheng Huang and Xiufang Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.10037},
year = {2025}
}