Direct numerical simulations of thermocapillary migration of a droplet attached to a solid wall

این مقاله برای به دست آوردن بینش بیشتر در مورد مکانیزم های فیزیکی حرکت قطره حرارتی بر روی دیوار از طریق شبیه سازی عددی مستقیم تعیین شده است. نظریه کلاسیک بیان می کند که قطرات آزاد در یک میدان دماغ غیرمستقیم همیشه به سمت سمت چپ حرکت می کنند. با این حال، هنگامی که یک قطره به یک دیوار با یک گرادیان درجه یک غیرمجاز وصل می شود، نظریه روانکاری توضیح می دهد که چطور چنین قطره ای به سوی طرف سردتر حرکت می کند. این مقاله با هدف بررسی بیشتر و روشن ساختن مکانیزم های فیزیکی و نیروهای عمل در محیط یک میدان دماغ غیرمجاز و ارائه برخی توضیحات. برای شبیه سازی عددی یک قطره قطعه قطعه شده به یک دیوار با یک گرادیان درجه حرارت خطی و زاویه تماس بزرگتر، معادلات ناییر استوکس کامل و معادله انرژی در یک دوره چارچوب سیالات حل می شود. حل کننده با یک زاویه تماس پویا و کاملا اعتبار یافته است. حرکت قطره در دو و سه بعد مورد بررسی قرار می گیرد، جایی که حرکت به طرف سرد و گرم می تواند مشاهده شود. نیروهایی که در چنین شرایطی عمل می کنند شناسایی و تفسیر می شوند. تجزیه شرایط پرش نشان می دهد که تنش مماس به علت تنش سطحی وابسته به درجه حرارت به تنهایی منجر به حرکت به طرف سرد می شود، در حالی که مولفه ی طبیعی به تنهایی قطرات را به جهت مخالف حرکت می دهد. تفاوت بین شبیه سازی های دو و سه بعدی نشان می دهد که مشکلی که در دست است به وضوح سه بعدی است.