楔形几何中液桶的静力学与动力学

我们对平衡接触角为 $\theta_{\rm e}$、受限开角为 $\beta$ 的固体楔形几何中的部分润湿液滴的静力学与动力学进行了理论研究。我们重点关注主要由非润湿机制主导的情况，由条件 $\theta_{\rm e} - \beta > 90^\circ$ 给出，此时液滴形成液桶——一种具有正平均曲率的闭合形状。利用液-气界面形状的准平衡假设，我们计算了液体沿楔形对称面平移时所经历的表面能景观。在接近平衡态时，我们的模型与在液体质心位置受约束下表面能最小化的数值计算结果吻合良好。除了静力学之外，我们还提出了液滴动力学的 Lagrange 描述。我们重点关注过阻尼极限，其中驱动的毛细力由来自体相流体力学、接触线附近的角流以及接触线摩擦的摩擦力所平衡。我们的结果为描述受限空间中部分润湿液体的运动提供了理论框架，并可用于进一步理解从微观到宏观长度尺度的耗散过程的相对重要性。