虚拟边界表面张力模型

免曲率计算

该模型通过虚拟边界直接施加表面张力，避免了传统方法中的曲率计算，并自然处理三相接触线，对多相流和热毛细问题具有强鲁棒性。

Han, Peidong · Bingchun, Liu · Zhou, Ziqi · 孙中国 · Xi G.

Physics of Fluids 2026

参数信息

表面张力计算误差

<1 %

接触角计算误差

<1.5 %

技术优势

免曲率计算

模型通过虚拟边界直接施加表面张力，避免了传统方法中复杂的曲率计算，简化了数值实现。

误差低于1%

与基准对比，表面张力计算结果误差低于1%，保证了高精度。

接触角误差低于1.5%

接触角计算误差低于1.5%，能够准确捕捉润湿现象。

自然处理三相接触线

虚拟边界接触角公式自然捕捉三相接触线动力学，无需额外特殊处理。

应用场景

• 微流控模拟：精准模拟微通道内液滴生成与传输，免曲率计算提升计算效率。
• 燃料电池水管理：模拟燃料电池内液态水在多孔介质中的传输与润湿行为，优化排水设计。
• 喷涂与涂布工艺：模拟液滴撞击和铺展过程，帮助优化喷涂均匀性和涂层质量。
• 3D打印液滴控制：模拟3D打印中液滴沉积和融合，改善打印分辨率与表面质量。