雾滴接触特性研究与数值模拟开题报告

1. 研究目的与意义

农药的应用提高了粮食产量，但在使用过程中却存在着诸多问题。

我国农药利用有效率很低，由施药器械喷撒出去的农药只有20%-30%能沉积在作物叶片上，远低于发达国家50%的平均水平，造成了大量的农药被浪费。

未被靶标吸收的大量农药流失到了环境中，造成了环境污染、农产品农药残留增加，更有甚者，导致人畜中毒的发生。

2. 国内外研究现状分析

国外对叶面润湿性的研究始于上世纪中期，起步较早，已经取得了大量研究成果。

近几年来，国外的研究将重点放在了量化与润湿性和吸附性相关的物理化学叶表面性质，以及以前者为基础之一的药液润湿模型的开发上。

同时，植物不同发育阶段的润湿性的变化，也是研究的重要方向。

3. 研究的基本内容与计划

采用c 编写格子boltzmann方法程序，构建不同表面结构的枝叶表面形状，通过调整程序中的液体表面张力、固体表面自由能以及固液界面张力三个参数，计算液滴在不同枝叶表面结构上的润湿特性及接触角大小，研究接触角随这些参数变化规律，并用绘图软件对数据进行处理并绘图，分析三个参数对接触角的影响，验证液体表面张力越小、固体表面自由能越小，则接触角越小的变化规律。

最后，将模拟结果与实验结果对比，验证程序的可行性。

1月10日至2月14日收集资料、文献；撰写开题报告； 2月15日至3月13日 熟悉课题、查看资料、编写雾滴在叶面上的接触特性的程序； 3月14日至4月3日完成前期实验。

4. 研究创新点

1、国内对于药液雾滴在植物叶表面动态润湿的研究较少，而使用格子Boltzmann方法对其进行模拟研究的则更少，故可从此方面进行尝试研究。

2、对于植物叶表面的微观形貌的模型，国内也有学者进行研究并进行了分类，但是却鲜见利用数值模拟的方法在这些模型的基础上对雾滴在植物叶表面进行较为精确的模拟，故可以尝试较精确的模拟三维状态下的植物叶表面。