[发明专利]基于lammps软件的纳米双液滴同时撞击平坦固体表面的特性测试方法

说明书

本发明公开了本发明提供了一种基于lammps软件的纳米双液滴同时撞击平坦固体表面的特性测试方法，包括以下步骤：1)初始化，即在创建原子之前设置所需要定义的参数；2)原子定义，即定义原子的拓扑信息；3)设置，即可指定各种设置：力场系数、模拟参数、输出选项、约束等；4)运行仿真，一般执行程序之前需要将体系进行能量最小化处理；5)结果后处理过程与分析。该方法能够检测多液滴间的耦合特性对液滴撞击过程中液滴的流动特征与铺展特性。

技术领域

本发明涉及纳米润湿技术领域，特别是涉及基于lammps软件的纳米双液滴同时撞击平坦固体表面的特性测试方法。

背景技术

液滴撞壁现象一直是基础研究和工程应用领域的焦点，涵盖纳米-微观-介观-宏观等各个尺度领域。在纳微米尺度上，分子间作用力起着重要的作用，引起不同于宏观尺度下流体的行为和性质。随着微纳米技术的发展，对纳微米液滴在表面或界面的变形与流动的物理力学研究日益突出。

在自然界中液滴的撞击多为多液滴间的撞击，例如雨滴撞击挡风玻璃，农药喷撒在植物表面等，这也会存在纳米领域内。在纳微尺度本领域上液滴撞击的数值模拟亦存在极大的挑战性，液滴的界面行为以及界面性质更加突出，接触角变化直接由壁面与液体分子之间的相互作用决定。目前，对液滴撞击的测试和试验多简化为单液滴撞击，而忽略了多液滴间的耦合特性对液滴撞击过程中液滴的流动特征与铺展特性的影响，进而影响了测试结果。

发明内容

为了补充现有纳米润湿领域的内容，本发明提供了一种基于lammps软件的纳米双液滴同时撞击平坦固体表面的特性测试方法，该方法能够检测多液滴间的耦合特性对液滴撞击过程中液滴的流动特征与铺展特性。

本发明提供了一种基于lammps软件的纳米双液滴同时撞击平坦固体表面的特性测试方法，该方法于lammps软件中进行，包括以下步骤：

1)初始化，即在创建原子之前设置所需要定义的参数：

1.模拟体系的所有物理量设置单位；

2.定义模拟中粒子的类型；

3.设置模拟盒子的边界条件；

4.定义了相互作用力场类型；

2)原子定义，即定义原子的拓扑信息：

1.用原子类型构建模型晶格结构；

2.在指定的区域内创建一个模拟的盒子；

3.在所创建的模拟的盒子中填充某种原子，初始化体构型；

3)设置，即可指定各种设置：力场系数、模拟参数、输出选项、约束等：

1.设定力场系数；

2.设定模拟参数；

3.设定模拟的时间步长；

4.定义对部分原子或者对系综的操作；

5.输出选项；

4)运行仿真，一般执行程序之前需要将体系进行能量最小化处理：进行能量最小化处理，可以有效避免体系能量发散，使得计算中断；

5)结果后处理过程与分析：通过改变模拟参数，可以观察不同属性液滴在不同属性固体表面的撞击结果。

所述步骤3)中力场系数是指描述分子体系相互作用的势函数组，包括成键相互作用和非键相互作用或长程相互作用和近程相互作用；通常分子力场包括势函数形式与参数集两个部分，不同的力场的函数形式可能不一样，或者函数形式一样但力场参数不一样。