用晶格Boltzmann方法研究液滴蒸发中的自组装现象

项目名称： 用晶格Boltzmann方法研究液滴蒸发中的自组装现象

项目编号： No.11362003

项目类型： 地区科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 闻炳海

作者单位： 广西师范大学

项目金额： 46万元

中文摘要： 随着微纳米技术的发展，如何灵活、有效地控制溶质颗粒的自组装过程向微制造和微流体研究提出了挑战。在咖啡环效应的研究中发现，控制液滴的蒸发过程可以实现颗粒在基底上的自组装。该方法不但环保、适应性强，而且控制手段简单多样，具有广阔的应用前景，在最近几年得到了广泛关注。然而，液滴蒸发自组装过程中的一些重要的物理机制尚不明确，如液滴表面胶体单层膜的形变、热涨落影响接触线运动等，建立可靠的数值模拟平台，对该现象进行深入的理论研究十分必要。本项目拟发展介观的晶格Boltzmann方法，并借助高性能计算技术对液滴蒸发中的自组装现象进行系统的研究。通过模拟不同形状和亲疏水性的颗粒，寻求利用颗粒各向异性操控自组装结构的方法和理论；在模型中引入热涨落机制，研究颗粒的布朗动力对结构化自组装的促进作用；理论和模拟相结合，研究液滴表面胶体单层膜的力学性质；深入探索液滴蒸发自组装中的物理机制和实现可控自组装的有效方法。

中文关键词： 晶格Boltzmann方法；多相流；流固相互作用；表面润湿性；

英文摘要： With the development of the micro- and nano-technology, how to flexibly and effectively control the self-assembly process of solute particles is challenging the researches of micromanufacture and microfluidics. The investigations of coffee-ring effect sho

英文关键词： Lattice Boltzmann method；Multiphase flow；Fluid-solid interaction；Surface wettability；