原子間力顕微鏡による三相界線ナノ構造のダイナミック解析

使用原子力显微镜对三相场线纳米结构进行动态分析

基本信息

  • 批准号:
    21K14097
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-02-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Extensive investigations have been carried out on the wetting dynamics of evaporative droplets, as the fact that the spreading and flow transition in volatile droplets remains controversial due to the complexity added by interfacial phase change and non-equilibrium thermal transport. We show, using both mathematical modeling and experiments, that the wetting dynamics of volatile droplets can be scaled by the spatial temporal interplay between capillary, evaporation, and thermal Marangoni effects. We quantify these complex interactions using phase diagrams based on detailed theoretical and experimental analyses. We further illustrate the spreading law of droplets by generalizing Tanner’s law (valid for non-volatile liquids) to a full range of liquids with saturation vapor pressure spanning from 101 to 104 Pa and on substrates with thermal conductivity spanning from 10-1 to 103 W/m/K. Besides its importance in fluid-based industries, the conclusions also enable a unifying explanation to a series of individual works including the criterion of flow reversal and the state of dynamic wetting, making it possible to control liquid transport in diverse application scenarios. The findings to date have been summarized and will be submitted recently.
已经对蒸发液滴的润湿动力学进行了广泛的研究,因为由于界面相变的复杂性和非平衡热运输的复杂性,挥发性液滴的扩散和流动过渡仍然存在争议。我们使用数学建模和实验表明,挥发性液滴的润湿动力学可以通过毛细管,蒸发和热马龙尼效应之间的空间临时相互作用来缩放。我们使用基于详细的理论和实验分析的相图来量化这些复杂的相互作用。我们进一步说明了液滴的扩散定律,通过将坦纳定律(对非易失性液体有效)概括为全范围的液体,其饱和蒸汽压力从101到104 pa,以及在10-1至103 w/m/k的导热率的底物上均跨越101 pa。除了其在基于流体的行业中的重要性外,这些结论还可以对一系列个人作品进行统一的解释,包括流动逆转标准和动态润湿状态,从而可以控制潜水员应用程序场景中的液体运输。迄今为止的发现已汇总,将最近提交。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Quantitative analysis on the interacting mechanisms in wetting dynamics of sessile volatile droplets
固着挥发性液滴润湿动力学相互作用机制的定量分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zhenying Wang;George Karapetsas;Prashant Valluri;Inoue Chihiro
  • 通讯作者:
    Inoue Chihiro
Quantifying the interacting mechanisms in shape evolution of sessile volatile droplets
量化固着挥发性液滴形状演化的相互作用机制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zhenying Wang;George Karapetsas;Prashant Valluri;Inoue Chihiro
  • 通讯作者:
    Inoue Chihiro
Parametric analysis of interfacial friction factor for liquid film dynamics sheared by turbulent gas flow
Fragmentation and solidification of fusible alloy melt by water spray
  • DOI:
    10.1016/j.powtec.2022.117778
  • 发表时间:
    2022-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Wataru Hikita;Shodai Hirayama;C. Inoue;Zhen-yu Wang;M. Nakaseko;Takuya Takashita
  • 通讯作者:
    Wataru Hikita;Shodai Hirayama;C. Inoue;Zhen-yu Wang;M. Nakaseko;Takuya Takashita
University of Edinburgh(英国)
爱丁堡大学(英国)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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