莱顿弗罗斯特液滴动力学：一种追踪完整演化的方法

本文提出了一个追踪莱顿弗罗斯特状态下液滴完整演化的新模型。考虑了该现象的主要要素，包括：1) 根据液滴尺寸与毛细长度的比较，利用杨-拉普拉斯方程确定座滴的形状和重量；2) 由于穿过蒸汽膜的热传递、靠近热板以及空气中的扩散，在液滴整个表面发生的蒸发；3) 液滴与热板之间蒸汽膜中的速度、压力和温度场，这些场通过汉克尔变换方法恢复，适用于任何尺寸的液滴和任何厚度的蒸汽膜（低于蒸汽膜稳定阈值）；4) 对热毛细马兰戈尼对流流动的估算，无需在液滴内部进行数值模拟。上述特征被处理并计算，以将其效应纳入一个描述液滴尺寸随时间演化的单一非线性常微分方程中，通过邦德数表示。三个无量纲参数，涉及液滴流体和周围空气的热物理性质，控制着该现象的发展。所有这些性质均根据理想气体近似和广泛使用的经验关联式计算，没有任何拟合参数。模型预测与使用不同有机和无机化合物的实验结果进行了比较，当没有自发发生液滴弹跳或旋转时，发现两者吻合良好。