A level-set method for moving contact lines with contact angle hysteresis
A level-set method for moving contact lines with contact angle hysteresis
复制标题
具有接触角滞后的移动接触线的水平设置方法
DOI：
10.1016/j.jcp.2020.109636
复制
发表时间：
2020
影响因子：
4.1
通讯作者：
Yue, Pengtao
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang, Jiaqi;Yue, Pengtao
我们开发了一个水平集方法的有限元框架。Ren和E（2007）[6]提出的滑移边界条件消除了接触线奇异性，该滑移边界条件具有两个摩擦系数：控制体相流体与固体壁之间滑移的β N和控制微观动态接触角与静态接触角偏差的β C L。从我们的方法预测的接触线动力学匹配考克斯理论非常好。我们进一步发现，考克斯理论中相同的滑动长度可以通过（β N，β C L）的不同组合来再现，在此基础上我们提出了一种与实验相匹配的网格独立结果的计算策略。不需要在几何上施加接触角条件，动态接触角自动出现作为数值解的一部分。稍加修改，我们的方法也可以用来计算接触角滞后，其中接触线运动的趋势是很容易从水平集函数。不同的测试用例，包括代码验证和网格收敛研究，提供了证明我们的方法的效率和能力。
We develop a level-set method in the finite-element framework. The contact line singularity is removed by the slip boundary condition proposed by Ren and E (2007)[6], which has two friction coefficients: β N that controls the slip between the bulk fluids and the solid wall and β C L that controls the deviation of the microscopic dynamic contact angle from the static one. The predicted contact line dynamics from our method matches the Cox theory very well. We further find that the same slip length in the Cox theory can be reproduced by different combinations of (β N, β C L), based on which we come up with a computational strategy for mesh-independent results that can match the experiments. There is no need to impose the contact angle condition geometrically, and the dynamic contact angle automatically emerges as part of the numerical solution. With a little modification, our method can also be used to compute contact angle hysteresis, where the tendency of contact line motion is readily available from the level-set function. Different test cases, including code validation and mesh-convergence study, are provided to demonstrate the efficiency and capability of our method.
登录
查看更多内容
影响因子：
3.7
作者：
Ding, Hang;Spelt, Peter D. M.
通讯作者：
Spelt, Peter D. M.
通过动态界面接触角建模直接模拟多相流
影响因子：
3.4
作者：
Seungwon Shin;J. Chergui;D. Juric
通讯作者：
D. Juric
影响因子：
4.1
作者：
LAFAURIE, B;NARDONE, C;ZANETTI, G
通讯作者：
ZANETTI, G
DOI：
10.1016/j.jcp.2018.11.029
发表时间：
2019-02
期刊：
J. Comput. Phys.
影响因子：
--
作者：
Jiaqi Zhang;P. Yue
通讯作者：
Jiaqi Zhang;P. Yue
影响因子：
3.7
作者：
Yue, Pengtao
通讯作者：
Yue, Pengtao