濡れ性の異なる基盤表面での液滴乾燥挙動の数値解析
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概要
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査読あり論文本研究では二相流格子ボルツマン法を用いて親液性および疎液性基板上における液滴乾燥挙動の数値解析を行った。解析において、液滴の蒸発は気液界面と気相における粒子速度分布関数の差によりモデル化した。親液性基板の場合、乾燥初期においては接触線が固定されたまま接触角が減少、中期においては接触線の後退、さらに後期においては再び接触線が固定されるという3段階により乾燥が進行する結果が得られた。一方、疎液性基板の場合、乾燥過程の間において接触角はほぼ一定の値を維持したまま濡れ径が減少した。親液性基板および疎液性基板とも乾燥挙動の解析結果は既往の実験結果と概ね一致し、本解析で用いた蒸発モデルの妥当性が示された。A two dimensional Lattice Boltzmann simulation is performed to investigate the evaporation behavior of liquid droplet on substrates with different wettability. A stable discretization of the Lattice Boltzmann Equations is used to simulate two phase flows of liquid film and surrounding gas with large density ratio of 833.3. In hydrophilic substrates, the wetting diameter remains constant and the contact angles decreases in the initial stage, which indicates the contact line is pinned. In hydrophobic substrates, on the other hand, the wetting diameter decreases while the contact angle remains constant through the evaporation process, which indicates the contact line is de-pinned. In addition, we discuss the effect of evaporation rate on the evaporation behavior for substrates with different wettability.
- 2010-07-29
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