浅谈液滴的接触角滞后现象（前进角、后退角、动态接触角

浅谈液滴的接触角滞后现象

（前进角、后退角、动态接触角化）

作者：极度喜欢上课

一、前言

对于研究“液滴”的同学来说，液滴的接触角滞后现象是不得不了解的内容。

接触角滞后是指在固体表面上，液滴的前进接触角和后退接触角之间的差异，它与固体表面的粗糙度、表面不均匀性和清洁度密切相关。其中，前进角是指液滴在固体表面上由于体积增加而向外扩展时，液滴前沿即将移动但还未移动时的接触角，这个角度的最大值代表了液滴在固体表面上的最大可能接触角；后退角是指液滴在固体表面上由于体积减少而向内收缩时，液滴前沿即将向内移动但还未移动时的接触角称为后退角，这个角度的最小值代表了液滴在固体表面上的最小可能接触角。

对于一些宏观层面的研究或者接触角滞后比较小的情况来说，有时候可以忽略接触角滞后的现象，但是对于一些细微层面的研究，有时候是否考虑接触角滞后可能会直接决定了数值分析的准确性。在COMSOL中模拟“液滴”的时候通常会用到“相场”“水平集”或者“动网格”等三种接口，这三种接口默认情况下都是设置固定的接触角，那么“如何设置接触角滞后？”成为了一个值得研究的内容

二、液滴扩展和收缩时的接触角滞后

如图所示，液滴底部连接着一根管道，通过管道可以给液滴输送液体或抽吸液滴内部的液体。前半段时间，通过管道给液滴输送液体，液滴体积增加，接触角缓慢增加，直到增加到最大前进角度90°时，液滴的接触角才产生明显的位移；后半段时间，通过管道给抽吸液滴内部的液体，液滴体积收缩，接触角缓慢减小，直到减小到最小后退角50°时，液滴的接触角才产生明显的位移。

三、液滴撞击过程中的动态接触角（静态接触角固定）

四、液滴滑动过程中的接触角滞后现象

五、液滴撞击过程中的动态接触角（静态接触角设置为前进角和后退角）

如图8，展示了利用改良后的霍夫曼函数控制接触角的液滴撞击壁面的运动过程，其中“前进的静态接触角”设置为120度，“后退的动态接触角”设置为80度，与之对应的接触角变化如图9所示。

六、结语