ИСТИНА

Цели НИР: разработка нового способа сертификации супергидрофобных поверхностей; создание гидродинамической модели для оптимизации текстур супергидрофобных поверхностей; разработка сопутствующего численного кода. Разработка и развитие нового подхода сертификации супергидрофобных поверхностей на основе решения задачи о растекании тонкого слоя вязкой жидкости вдоль горизонтальной супергидрофобной поверхности: измерения характеристик поверхностей по закону распространения пятна смачивания жидкости. Математическое моделирование свойства "самоочищения" искривленных супергидрофобных поверхностей (наклонная поверхность, цилиндр, сфера) и выявление количественных характеристик процесса "самоочищения", на основе которых возможна сертификация супергидрофобных поверхностей. Решение задачи оптимизации микротекстуры супергидрофобной поверхности, при которой достигается максимальное эффективное проскальзывание для заданной супергидрофобной поверхности, а также выявление критериев, при которых возможно эффективное проскальзывание.

Разработана математическая модель для определения характеристик супергидрофобных поверхностей по закону распространения пятна смачивания жидкости. Найден класс супергидрофобных поверхностей, для которого применима разработанная математическая модель. Показано, что закон распространения пятна смачивания однозначно определяет супергидрофобную поверхность. Разработан программный комплекс для вычисления характеристик супергидрофобных поверхностей по предложенной модели. Сформулирована методика сертификации супергидрофобных поверхностей. На основе метода граничных интегральных уравнений разработан программный комплекс для вычисления эффективного (осредненного) скольжения над периодической текстурой супергидрофобной поверхности, удерживающей пузырьки воздуха. Проведена верификация программного комплекса на основе сравнения результатов решения модельных задач с данными других авторов. Проведено параметрическое численное исследование осредненного скольжения от геометрических параметров текстуры: доли газовой области, занятой газом; формы устойчивой межфазной границы между жидкостью и газовыми пузырьками; положения межфазной границы относительно стенок каверны. Установлено, что максимальное эффективное (осредненное) проскальзывание достигается на прямой межфазной границе, закрепленной в углах каверны. Учет кривизны мениска межфазной границы и ее погружения внутрь каверны приводят к резкому снижению эффективного скольжения. Разработанный программный комплекс может быть применен для оценки осредненного проскальзывания над периодическими текстурами, образованными кавернами заданной формы. Полученные результаты и разработанный метод вычисления осредненного скольжения могут быть применены для решения задачи оптимизации текстуры промышленных супергидрофобных поверхностей.