A numerical study of the droplet impact dynamics on a two-dimensional random rough surface

计算流体力学 机械 物理 工作(物理) 旋转对称性 坐标系 涡流 振幅 曲面(拓扑) 流量(数学) 表面张力 经典力学 统计物理学 几何学 光学 热力学 数学
作者
Fuzheng Guo,Shuzheng Zhang,Wenlong Hu,Yunong Zhou,Chaofan Du,Fangxin Wang,Bin Yang
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:34 (12) 被引量:9
标识
DOI:10.1063/5.0127593
摘要

Considerable efforts had been devoted to investigating numerically the droplet impact dynamics on a superhydrophobic surface, whereas most of these numerical simulations were restricted to the two-dimensional (2D) axisymmetric coordinate system with the one-dimensional (1D) substrate surface. In this work, a three-dimensional (3D) computational fluid dynamics (CFD) model, which intergrew a 2D random rough surface, was proposed to investigate the droplet impact dynamics, and the multi-phase flow issue was solved by the Navier–Stokes equations. It is remarkable that the 3D CFD model revealed several significant dynamic details that were not easily captured in a 2D axisymmetric coordinate system or practical experiments. For instance, the 3D CFD model provided a unique perspective to understand the varying dynamic behaviors of impinged droplet in terms of the velocity streamline and dynamic viscosity analyses. Herein, the dynamic viscosity diagram revealed that the sprawl droplet on the 2D random rough surface was classified as the Cassie state, while as the Wenzel state for the smooth surface, which also explained the better bouncing behaviors of the droplet from the random rough surface. Accordingly, we suggested a visual way to evaluate the solid–liquid contact area surrounded by the triple-phase contact line. The effects of finger protrusion and central cavity growth from the sprawl droplet on the vortex generation were further analyzed on the ground of the velocity amplitude distribution and streamline data. The present work can provide early guidance to inquire into the impact dynamics of droplets on the random rough surface.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
皮皮虾完成签到,获得积分10
6秒前
科研通AI2S应助yuhong采纳,获得10
8秒前
DYDI完成签到 ,获得积分10
9秒前
畅快沁完成签到,获得积分10
9秒前
RAW完成签到 ,获得积分10
13秒前
OAHCIL完成签到 ,获得积分10
15秒前
瘦瘦的铅笔完成签到 ,获得积分10
15秒前
安彩青完成签到 ,获得积分10
16秒前
风中琦完成签到 ,获得积分10
17秒前
瘦瘦的迎梦完成签到 ,获得积分10
17秒前
鳄鱼队长完成签到,获得积分10
17秒前
番茄小超人完成签到,获得积分10
18秒前
热心的飞风完成签到 ,获得积分10
18秒前
包容的若风完成签到 ,获得积分10
20秒前
泥泞完成签到 ,获得积分10
21秒前
22秒前
hhhee完成签到,获得积分10
23秒前
嘿嘿完成签到 ,获得积分10
23秒前
Pursue完成签到,获得积分10
23秒前
西洲完成签到 ,获得积分10
27秒前
欢呼妙菱完成签到,获得积分10
30秒前
Jerry完成签到 ,获得积分10
32秒前
明亮豆芽完成签到 ,获得积分10
33秒前
跳跃的白云完成签到 ,获得积分10
33秒前
练得身形似鹤形完成签到 ,获得积分10
36秒前
姜茶完成签到 ,获得积分10
36秒前
小呵点完成签到 ,获得积分10
37秒前
小柯基学从零学起完成签到 ,获得积分10
38秒前
qaplay完成签到 ,获得积分0
40秒前
fhz完成签到,获得积分10
42秒前
高高的巨人完成签到 ,获得积分10
43秒前
c1302128340完成签到,获得积分10
44秒前
瀚森完成签到,获得积分10
45秒前
林黛玉倒拔垂杨柳完成签到 ,获得积分10
46秒前
淡然思卉完成签到,获得积分10
46秒前
杨艳完成签到 ,获得积分10
47秒前
冰糖葫芦完成签到 ,获得积分10
48秒前
jun完成签到 ,获得积分10
49秒前
phuocnlh完成签到,获得积分10
51秒前
李33完成签到 ,获得积分10
54秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
Brain and Heart The Triumphs and Struggles of a Pediatric Neurosurgeon 400
Cybersecurity Blueprint – Transitioning to Tech 400
Mixing the elements of mass customisation 400
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3784858
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3330118
关于积分的说明 10244374
捐赠科研通 3045503
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1671716
邀请新用户注册赠送积分活动 800613
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 759557