Температурные эффекты вблизи движущейся линии трехфазного контакта

Автор: Виктория Борисовна Неверова

Организация: Институт гидродинамики имени М.А. Лаврентьева СО РАН

Исследуется проблема динамического краевого угла для процессов растекания жидкости по твердой поверхности, возникающая вследствие несовместимости условий на свободной границе и условий прилипания на твердой стенке в окрестности движущейся линии контакта трех фаз, если угол натекания отличен от 180° [1]. Для замыкания постановки задачи о движении вязкой несжимаемой жидкости при наличии движущейся линии трехфазного контакта используется замена условия прилипания условием неполного проскальзывания.
Рассматривается плоская задача о симметричном заполнении капилляра. В первом случае капилляр заполняется вязкой несжимаемой жидкостью, во втором случае – несжимаемой жидкостью второго порядка. Модель жидкости второго порядка используется для описания движения водных растворов полимеров с учетом релаксационных свойств среды. Уравнения релаксирующей жидкости рассмотрены в постановке Павловского в предельном случае малых времен релаксации [2]. Исследуется течение жидкости в окрестности линии трехфазного контакта при различных значениях угла натекания и различных условиях на твердой границе. Ранее такие течения считались изотермическими и влияние температурных эффектов на них не рассматривалось.
Задача о течении жидкости в окрестности точки трёхфазного контакта была решена численно методом конечных элементов в открытом пакете FreeFEM++ для значений краевого динамического угла 90° и 180°. Было показано, что для значения краевого динамического угла 90° жидкость нагревается вследствие диссипации вблизи точки трёхфазного контакта при замене условия прилипания на твёрдой стенке на условие неполного проскальзывания на малом расстоянии от точки контакта трёх фаз. При замене на условие полного проскальзывания и при значении динамического угла 180° нагрева не происходит.