Введение
Глава 1. Межфазные равновесия и поверхностные силы 11
1.1. Трехфазные равновесия и краевые углы 12
1.2. Гистерезис смачивания и динамические краевые углы 18
1.3. Линейное натяжение и переходная зона 25
Глава 2. Адаптация SOS модели для численных экспериментов по исследованию равновесия между объемной жидкостью и смачивающей пленкой 32
2.1. Термодинамические подходы к оценке макроскопического краевого угла на основе изотерм адсорбции и расклинивающего давления в рамках решеточных моделей 34
2.2. Описание модели для численного эксперимента 40
2.3. Расклинивающее давление смачивающей пленки 43
2.4. Капиллярное давление в двумерной SOS модели 48
2.5. Заключение 53
Приложение
2.1. Термодинамика равновесия между пленкой и искривленной поверхностью в закрытой системе 55
Приложение
2.2. Декорреляция последовательности
псевдослучайных чисел в численном эксперименте 57
Глава 3. Влияние вида дальнодействующих поверхностных сил на форму переходной зоны и краевые углы 64
3.1. Полное и ограниченное смачивание 67
3.2. Переходная зона и поверхностные силы 73
3.3. Роль термодинамических флуктуации в численном эксперименте 3.4. Заключение 85
Глава 4. Применение цифровой обработки видеоизобра жений для определения параметров сидящих и висящих капель 86
4.1.Введение 86
4.2. Анализ цифровых изображений 89
4.3. Применение динамической пороговой обработки для сегментации поля изображений 101
4.4. Нахождение параметров системы 108
4.5. Экспериментальная установка для определения параметров висящих и сидящих капель на основе цифровой обработки видеоизображений 117
4.6. Анализ факторов, влияющих на точность определения параметров висящих и сидящих капель 122
4.7. Экспериментальные приложения методов, основанных на цифровой обработке изображения висящих и сидящих капель 139
4.8. Заключение 147
Приложение 4.1. Вывод соотношений для расчета
параметров окружности, наилучшим образом
описывающей набор экспериментальных точек 151
Глава 5. Краевые углы и гистерезис смачивания на цилиндрических поверхностях 153
5.1. Введение 153
5.2. Определение параметров лапласовой кривой для капли на вертикальной нити 156
5.2.1. Механическое равновесие между осесимметричной каплей и смачивающими пленками на вертикальной нити 156
5.2.2. Уравнение Лапласа и граничные условия 160
5.2.3. Постановка задачи. Целевая функция 162
5.2.4. Решение минимизационной задачи 166
5.2.5. Численная реализация оптимизационной процедуры и определения параметров экспериментальной системы 170
5.3. Экспериментальная проверка разработанной методики 172
5.3.1. Тестирование методики на модельных каплях 172
5.3.2. Описание экспериментальной установки 175
5.3.3. Исследуемые вещества и подготовка образцов 179
5.3.4. Эволюция краевых углов во времени и
гистерезис смачивания 180
5.4. Связь краевых углов с изотермой расклинивающего давления для геометрии "капля на нити 187
5.5. Полное смачивание 197
5.6. Заключение 201
Заключение. Основные результаты и и выводы 204
Литература 207
