液滴在交替疏水与亲水条纹上的滑动

我们进行了一项联合数值与实验研究，以系统地表征液滴在具有大润湿性对比度、典型宽度为数百 $\mu \textrm{m}$ 的周期性交替疏水与亲水条纹阵列上滑动的运动。疏水条纹的比例从约 20% 变化到 80%。非均匀图案化的效应可以通过临界 Bond 数的重整化值来描述，即液滴开始运动前使其脱钉所需的临界无量纲力。在接近临界 Bond 数时，我们观察到一种以明显的粘滑动力学为特征的急动运动。结果是，耗散在时间上高度局部化，与在均匀表面上滑动相比，液滴的平均速度很容易降低一个数量级。Lattice Boltzmann (LB) 数值模拟对于揭示在改变 Bond 数、表面成分和液体粘度时，滑动动力学在多大程度上可以从计算出的毛细力、粘性力和体积力的平衡中推导出来至关重要。在远离临界 Bond 数的情况下，我们通过研究平均速度与施加的体积力之间的关系，在实验和数值上表征了液滴内部的耗散。