Цели и задачи проекта

Ключевой гидродинамической характеристикой СГП является тензор скольжения, входящий в эффективное граничное условия проскальзывания на СГП. Замена классического условия прилипания на проскальзывание, во-первых, требует современного анализа хорошо известных явлений, в которых замена обычной поверхности на текстурированные может приводить к новым эффектам, и, во-вторых, к переосмыслению постановок задач и поиска новых решений. Получаемые решения удобно использовать для сравнения с экспериментальными измерениями, соответствующими практическому использованию СГП, а также при производстве поверхностей с заданными свойствами проскальзывания.
Исследование эффективных свойств СГП на основе численного моделирования обтекания жидкостью микрорельефа поверхности. Такие задачи возникают при разработке устройств микрофлюидики, в которых снижения трения за счет использования СГП позволяет значительно уменьшать затраты, необходимые для прокачки рабочей жидкости. Для решения таких задач развивается метод граничных интегральных уравнений, применяемый при решении уравнений динамики жидкости эллиптического типа (уравнения Стокса) в области со сложной геометрией и межфазными границами. Использование метода граничных интегральных уравнений позволяет достаточно просто получить картину течения вблизи микрорельефа СГП, и, что самое важное, вычислять величину осредненного трения для конкретной поверхности и режима течения

Процесс исследования

Математическое и численное исследование влияние текстуры супергидрофобных поверхностей (СГП) на величину осредненного трения и интенсивность проскальзывания жидкости, поиск новых гидродинамических эффектов, обусловленных свойствами супергидрофобной поверхности. Для этого решаются задачи внешнего обтекания, когда СГП заменяется твердой стенкой с эффективным условием проскальзывания, а также задачи о течении на масштабе микрорельефа СГП.