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基于COMSOL Mutiphysics，本文分別建立了“接觸角（表面潤濕性）梯度”和“曲率半徑差異”導致液滴自輸運現象的模型。其中對“接觸角（表面潤濕性）梯度”導致的液滴自輸運現象建立了二維和三維模型，“曲率半徑差異”導致液滴的自輸運現象的模型則是對參考文獻《錐形微通道內液滴自輸運特性及力學驅動機制研究》[1]所進行的基本復現。

COMSOL淺談液滴的自輸運（定向運輸、自發運移）作者：極度喜歡上課一、引言液滴自輸運（定向運輸、自發運移）是指液滴自主運動的現象，是微流控領域的一個熱門方向。其中“表面張力”就是一種導致液滴自輸運的重要因素，具體的其實是液滴表面形成“表面張力梯度”，也就是不均勻的表面張力，進而導致液滴的自輸運。

點擊藍字 關注我們 comsol噴墨液滴仿真

本文研究了液滴與壁面垂直碰撞的問題，重點關注液滴在壁面上的反彈現象，采用comsol軟件Level Set方法進行液滴的相界面追蹤，研究了多種工況下的反彈及其數據，在此展示了在一定雷諾數下的液滴與壁面碰撞的過程。 整體流場內流速的變化趨勢 液滴高度隨時間變化曲線 模型文件在文中開頭，需要的可以下載，加密文件如需密碼可以私信我。

</p><p><img src="https://img.jishulink.com/201908/imgs/d21db489ed6a4b609620e419ffa9b0ed.gif"></p><p><br></p><p>本次模型計算結果展示了電潤濕操作過程中幾個典型的動作：</p><p>1、拉伸液滴</p><p>2、分離液滴</p><p>3、搬運液滴</p><p>4、合并液滴</p><p>5、撕裂液滴

&nbsp;&nbsp;通過操作凹槽，將該液滴與另一個指定液滴進行碰撞和混合。當然操作的方式不僅限于凹槽運動，還有電潤濕等等。</p><p><br></p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;此次計算了一個模型為凹槽運輸模型，使用comsol的動網格，兩相流、層流以及稀物質擴散耦合，計算了運輸過程，碰撞過程和混合過程中的流場、濃度場的變化過程。

當時間遠大于弛豫時間時，黏彈性絲由幾乎呈球形的液滴組成，這些液滴由指數級變細的線連接。我們還可以看到，當黏度特別低或表面張力特別高時，會在串珠結構中形成衛星液滴（需要使用更細的網格運行模型才能看到它們）。沒有衛星液滴(右)和有衛星液滴(左)的黏彈性流體細絲。

在分散相和連續相之間，以及在分散相中的氣泡、液滴和顆粒之間引入相互作用是完全可能的。這些相互作用可以在湍流模型模擬的湍流中產生。氣泡流、混合物流和歐拉-拉格朗日多相流模型可以與 COMSOL Multiphysics 中的所有湍流模型結合使用。Euler-Euler 多相流模型僅被預定義為具有可實現性約束的標準 k-e 湍流模型。

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簡單來說就是通過電壓來控制液滴的表面形狀。更準確來說，電潤濕效應是一種物理化學現象，通過改變液體-固體界面的外加電壓來控制液體在固體面上的潤濕特性，從而改變液滴的接觸角，使其能像人眼的晶狀體一樣改變曲率實現變焦。同時，對施加電壓的不同，其表面曲率會發生變化，從而實現光學變焦。

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通過分析這些力，我們會發現毛細管的管口處的帶電液滴在電場力作用下掙脫表面張力發生變形，隨著電場強度的增強，管口處的帶電液體將由半球形逐漸變為錐形，這就是題主關心的泰勒錐。顯然，整個研究對象就是一個復雜的多物理場過程，涉及電學、流體流動（包括多相流）等物理現象，對其進行仿真需要使用多物理場耦合建模。本篇文檔基于COMSOL軟件模擬了靜電紡絲的過程。如有興趣的朋友，可聯系我，交流模型

接著在次級破碎過程中，系帶會進一步破碎成液滴。

COMSOL Multiphysics 軟件中用于流體流動分析的混合單元法的設置，其中二次形函數（基函數）用于計算速度，線性形函數用于計算壓力。下載地址：有限元仿真實踐原理