水在无滑移基底上的稳态移动接触线
流体动力学
2020-11-17 v2
摘要
三相接触线的运动在喷墨打印、液体涂覆以及多孔介质中的排液（渗吸）等诸多应用中起着关键作用。为这些应用设计精确的计算工具，需要移动接触线的预测模型。然而，导致三相接触线运动的基本机制尚不清楚且仍存在争议。我们研究了在低毛细数 regime 下，水、蒸气与类二氧化硅固体表面之间接触线在稳态条件下的运动。我们使用分子动力学（MD）结合原子级水模型来模拟两移动平板间的纳米液滴。我们纳入了水分子与固体基底间的氢键，这导致了亚分子尺度的滑移长度。我们以 MD 结果为基准，对两种连续介质方法——Cahn-Hilliard 相场（PF）模型与流体体积（VOF）模型——进行校验。我们表明，两种连续介质模型均能较合理地复现 MD 得到的统计度量，但在精度上存在权衡。我们论证了相场迁移率参数与局部滑移长度在精确建模移动接触线中的重要性。
引用
@article{arxiv.2003.12246,
title = {Steady moving contact line of water over a no-slip substrate},
author = {Uǧis Lācis and Petter Johansson and Tomas Fullana and Berk Hess and Gustav Amberg and Shervin Bagheri and Stephané Zaleski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.12246},
year = {2020}
}
备注
26 pages, 13 figures, 4 tables, post-review version, under consideration for publication in "European Physical Journal Special Topics"