單顆液滴撞擊固體表面薄膜之分子動力學模擬探討

Abstract

本文利用分子動力模擬的方法針對不同的參數，探討真空環境下單顆液滴撞擊固體面上薄膜的行為及影響。影響液滴撞擊行為的參數主要分為液滴撞擊速度、液滴尺寸、薄膜厚度及材質(本文採用氦、氬、氙三種材質)。主要的結果利用可視化程式呈現在內容中。當撞擊速度大時，液滴在表面上會有飛濺的現象，而撞擊速度小的時候，液滴趨於圓球的形狀。不同的薄膜厚度對於液滴的後期發展有較大的影響。在不同的液滴尺寸中，較大的液滴可以快速的攤開達到欲噴灑的表面，但也伴隨著較高的王冠狀液滴發生。所以建議採用較小的液滴，可以得到較平滑的面。在模擬系統中主要採許同樣的溫度及密度，但由於三種惰性氣體在同樣溫度、密度下不是所期望的狀態，由結果可知氦在撞擊過程中已經趨於氣體的狀態，然而氙已經趨於固體狀態，故內容討論主要針對氬作液滴行為上的討論。