界面流动与润湿
课程编码：180090080103P4005H
英文名称：Interfacial Hydrodynamics and Wetting
课时：20
学分：1.00
课程属性：研讨课
主讲教师：李延深
教学目的要求
界面流动的核心是液-液或液-气界面的流体力学问题，而润湿则涉及到固-液-气三相之间的接触。由于界面现象及润湿在日常生活与工业生产中有着广泛的应用，因此对它的研究可以追溯到19世纪。进入新世纪以来，随着技术的进步（比如微纳加工技术、测量技术和模拟工具的发展），流体力学所研究的对象逐渐复杂化（比如多组分非平衡流体系统），不断涌现的新问题与新应用要求我们对流体界面的力学问题有更深入的理解与掌握。本课程从经典的毛细现象出发，介绍界面流动与润湿现象中的力学问题，以及该领域的发展和重要的工程应用。
本课程为流体力学专业的选修课。在流体力学学习的基础上，进一步加深对流体界面相关问题的理解及其力学分析方法。
预修课程
流体力学、高等流体力学
大纲内容
第一章 毛细现象与润湿 3.0学时 李延深
第1节 表面张力
第2节 润湿现象
第3节 身边的润湿现象
第二章 复杂表面的润湿 2.0学时 李延深
第1节 微结构表面的润湿
第2节 亲、疏水应用的痛点及解决方案
第三章 界面流动 7.0学时 李延深
第1节 润滑近似
第2节 薄膜动力学
第3节 受迫铺展
第四章 界面与温度/浓度梯度 4.0学时 李延深
第1节 Marangoni 流动及其不稳定性
第2节 相变引起的界面流动及其应用
第3节 液滴在温度/浓度梯度下的运动
第4节 长程力及扩散泳
第五章 双组分流体系统 4.0学时 李延深
第1节 组分梯度的生成方法
第2节 组分梯度的测量方法
第3节 密度梯度与界面
第4节 双组分流体系统中的不稳定性
参考书
1、
Capillarity and wetting phenomena: drops, bubbles, pearls, waves.
Gennes, Pierre-Gilles, Franoise Brochard-Wyart, and David Quéré.
2004年
Springer
2、
Bubbles, drops, and particles
Roland Clift, John R. Grace, and Martin E. Weber
2005年
Acdemic press
3、
Physicochemical Hydrodynamics
V. G. Levich
1962年
Prentice Hall
课程教师信息
李延深，中国科学院大学工程科学学院副教授，博导；国家级青年人才项目入选者，并获中国科学院大学领雁金奖（引航奖）；主持国家级和院级科研项目。主要研究领域为界面流动、润湿与液滴。在PRL、PNAS、JFM等期刊发表多篇论文，并被Nature、Physics、Europhysics News 等学术媒体高亮报道。