断続的な接触線運動下での微視的界面揺動に基づいた動的接触角決定機構の解明

间歇接触线运动下基于微观界面波动的动态接触角确定机制的阐明

• 批准号: 21K03864
• 负责人: 伊藤 高啓
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Chubu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03864/
• 关键词: 接触線; 接触角; 分子動力学; ３次元測定; 濡れ性; 界面

２０２２年度も３次元の界面形状測定と分子動力学解析を進めた．3次元の界面形状測定では，鉛直固体面を滑落する液滴を対象として，接触線の運動や界面変形の測定を行った．固体面にはガラスおよびアクリル板を用いた．ガラスの場合は液滴後方に必ず液膜が形成されたが，アクリルの場合は流量や試液の種類に依存して，液膜形成がなされる場合と単独の液滴での滑落とに分かれた．界面形状の測定データから，力学的なバランスについての評価を行い，液膜形成に関する条件を明確にした．また，動的接触角は接触線の直行方向の進行速度を接触線速度とみなすことで，おおむね一つの曲線上に全周のデータが集約された．また，速度との関係はHoffman-Voinov-Coxの式でよくフィッティングされた．分子動力学解析は2021年度に導入を進めたOPLS-AAモデルを用いて，流体力学的に有用な知見を得るのに十分な統計性を持つ結果を得ることができた．計算は当初計画通り，Couette流れ体系を用いて行った．その結果．自己組織化単分子膜上のエチレングリコールの微視的・動的接触角の接触線速度に対する変化はおおむねレナードジョーンズ流体での計算と同オーダーであることがわかった．一方，接触線速度を大きくした場合は，接触線近傍の粘性湾曲が大きくなり，これが微視的接触角にも影響を与えていることを示唆する結果が得られた．また，固液相のみからなるCouette体系でも計算を行った結果，一定のせん断速度を超えると固液界面における滑りが急速に大きくなることも明らかとなった．

Molecular dynamics analysis of 3D interface shape measurement in 2022. 3D interface shape measurement of vertical solid surface, liquid drop image, contact line motion and interface shape measurement. The solid surface is covered with a thin layer of water. The liquid film formation depends on the flow rate and the type of the solution. The liquid film formation depends on the flow rate and the type of the solution. The determination of the interface shape, the evaluation of the mechanical properties, and the determination of the conditions related to the formation of liquid films. The contact angle of the moving contact line is the speed of the contact line in the straight direction. The speed of the contact line is the speed of the contact line. The contact angle of the moving contact line is the speed of the contact line in the straight direction. The relationship between speed and velocity is Hoffman-Voinov-Cox equation. Molecular dynamics analysis is introduced in 2021. OPLS-AA analysis is used in fluid dynamics. The calculation was completed according to the original plan, and the Couette flow system was implemented. The results. Self-organizing molecular film on the surface of the Weishi app contact angle of the contact line velocity of the change in the flow of the fluid calculation and the same time. On the one hand, the contact line velocity is too large, and the viscosity curve near the contact line is too large. The contact angle of the Weishi app is affected by the contact angle. The solid-liquid interface slip is rapid at a given speed.

项目成果

液中から引き上げられる垂直平板に付着するメニスカス内流れの観察

观察连接到从液体中拉起的垂直平板的弯液面内的流动

• 发表时间: 2022
• 作者: 遠藤円;鈴木康祐;吉野正人;大西芳，伊藤高啓，脇本辰郎，加藤健司
• 通讯作者: 大西芳，伊藤高啓，脇本辰郎，加藤健司

壁面上の欠陥を通過する接触線の動的ぬれ挙動

穿过墙壁缺陷的接触线的动态润湿行为

• 发表时间: 2021
• 作者: Ryoma Honda;Hiroki Suzuki;Shinsuke Mochizuki;加藤 健司，脇本 辰郎，伊藤 高啓
• 通讯作者: 加藤 健司，脇本 辰郎，伊藤 高啓

鉛直平板表面を滑落する液滴変形特性の実験的解明

液滴沿垂直平板表面滑落变形特性的实验阐明

• 发表时间: 2021
• 作者: 安藤颯真，近藤恭佑，菱田 光;伊藤高啓，辻 義之
• 通讯作者: 伊藤高啓，辻 義之

Theoretical investigation of droplet splitting due to electrowetting on dielectric in a Hele-Shaw cell

• DOI: 10.1063/5.0095846
• 发表时间: 2022-06
• 期刊: Physics of Fluids
• 影响因子: 4.6
• 作者: K. Katoh;T. Wakimoto;T. Ito;Jyobu Matsuura

Observation of water droplet motion in a shear flow

剪切流中水滴运动的观察

• DOI: 10.1016/j.expthermflusci.2022.110775
• 发表时间: 2023
• 期刊: Exp. Thermal Fluids Sci.
• 作者: Jiawen Zhang;Takaya Sato;Takeshi Ooyama;Keiji Koumura;Takahiro Ito;Yoshiyuki Tsuji
• 通讯作者: Yoshiyuki Tsuji