[发明专利]超疏水表面微结构的逆向设计方法有效
申请号: | 201711303883.3 | 申请日: | 2017-12-11 |
公开(公告)号: | CN108052729B | 公开(公告)日: | 2021-06-15 |
发明(设计)人: | 邓永波;刘洵;吴一辉;纪元;刘震宇 | 申请(专利权)人: | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 |
主分类号: | G06F30/28 | 分类号: | G06F30/28;G01N13/00;G06F111/10;G06F111/04 |
代理公司: | 深圳市科进知识产权代理事务所(普通合伙) 44316 | 代理人: | 赵勍毅 |
地址: | 130033 吉林省长春*** | 国省代码: | 吉林;22 |
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摘要: | 本发明公开了一种超疏水表面微结构的逆向设计方法,包括:超疏水固体表面微结构的粗糙度通常都是周期性分布的,将超疏水固体表面微结构的周期性分布划分成3种周期性单元,将这三种周期性单元根据它们的对称性简化为三种不同的三角形,将固体表面的微结构的构型设计可通过三角区域进行,进而周期性的微结构可以通过对称和拉伸操作得到,在平衡状态下,由周期性微结构支撑的液汽界面是具有常值黎曼曲率的二维流形,液汽界面可在简化的三角区域上由Young‑Laplace方程描述。本发明通过对粗糙固体表面上微结构支撑的液汽界面的建模,计算与凸起体积的极小值对应的周期微结构的几何构型,以实现超疏水表面微结构的逆向设计。 | ||
搜索关键词: | 疏水 表面 微结构 逆向 设计 方法 | ||
【主权项】:
1.一种超疏水表面微结构的逆向设计方法,其特征在于,包括:超疏水固体表面微结构的粗糙度通常都是周期性分布的,将超疏水固体表面微结构的周期性分布划分成:正三角形,正四边形,正六边形共3种周期性单元,将这三种周期性单元根据它们的对称性简化为三种不同的三角形,将固体表面的微结构的构型设计可通过三角区域进行,进而周期性的微结构可以通过对称和拉伸操作得到,在平衡状态下,由周期性微结构支撑的液汽界面是具有常值黎曼曲率的二维流形,液汽界面可在简化的三角区域上由Young-Laplace方程描述: ▿ x · ( σ ▿ x z 1 + | ▿ x z | 2 ) = P 0 , i n Ω σ ▿ x z 1 + | ▿ x z | 2 · n = 0 , onΓ N z = 0 , a t 0 - - - ( 1 ) ]]> 其中,σ是表面张力;P0 是流体内外的静压力差;z是液体蒸汽界面上某一点的竖坐标,x=(x,y)是液体蒸汽界面上的某一点的横坐标和纵坐标, 是求xOy平面的梯度,其中O代表坐标原点,Ω是简化三角形区域,Γ是对称边界;n是边界上向外的单位法向量。
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