表面自由能模型的改进及液滴浸润数值研究

陈啸　孙中国　席光

摘要：通过优化极值点位置，对表面自由能模型进行了研究和改进，改进后的模型解决了原模型中表面粒子聚集和液滴形状畸变的问题，采用移动粒子半隐式法（MPS）结合改进后的表面自由能模型，对受表面张力作用的自由面运动问题进行了研究和分析，研究了包括气液、固液和不互溶液液界面在内的表面张力收缩和液滴浸润过程，并提取了接触角及浸润面积等特征量进行分析，数值计算结果与理论分析结果吻合较好，从结果中可以明显观察到固液浸润过程的3个发展阶段，浸润速度随时间递减且与浸润接触角成反比，研究结果验证了MPS方法结合改进后的表面自由能模型可以更加有效、准确地模拟多界面张力的作用。