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摘要
自主搭建以高速摄像机为主的可视化试验平台，观察液滴撞击红层泥岩粗颗粒表面后的扩散过程。基于能量守恒原理，建立红层泥岩粗颗粒表面最大扩散因子βmax的预测模型，并通过液滴浸润试验验证模型的正确性。通过预测模型对浸润过程的能量分布进行分析。研究结果表明：液滴润湿行为可分为振荡模式和缓冲模式2种，且具有铺展速度快、毛细效应强的特征；红层泥岩粗颗粒表面的浸润特性取决于动能、基质势和黏性耗散的相对关系；随着初始速度增加，动能增加，而毛细效应相对减弱，更多的液滴趋于表面扩散；随着液滴直径增加，液滴初始动能、表面自由能及基质势等动力能量变化甚微；随着接触角增加，尤其是接触角大于60°时，毛细效应会显著减弱从而阻止水分渗透。本模型有助于提高对红层泥岩粗颗粒表面润湿现象的认识，可为寻找合理方案限制水分渗透提供依据。
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单位土木工程学院; 中南大学
