具有超疏水梯形纹理的通道中的流动

超疏水一维表面通过结合疏水性和粗糙度将气泡捕获在微观纹理中，从而减小阻力并产生横向流体动力学现象。该领域的近期工作集中在超疏水条纹的特定情况。在此，我们提供了一些理论结果，以指导在具有超疏水梯形纹理的平行板通道中前向流动和横向流体动力学现象的优化，该纹理在大于通道厚度的尺度上变化。结果表明，这种薄通道的渗透率等价于具有更大平均滑移的条纹通道的渗透率。与条纹通道类似，横向流的最大化通常需要在气体区域具有尽可能大的滑移。然而，在固体相比例非常小的梯形纹理情况下，该最大值出现在气体区域的有限滑移处。精确的数值计算表明，我们基于润滑理论的分析也可以应用于更大的间隙。然而，在这种情况下，它高估了通道的渗透率，并低估了流动的各向异性。我们的结果为微流控应用中超疏水表面的合理设计提供了一个框架。