臺灣博碩士論文加值系統

本文之目的，在利用分子動力學理論研究液滴碰撞平板之速度與擴散
表面積比較分析，模擬的液滴與平板皆由上千顆分子群組成，再給予液滴
一質心速度進行碰撞，我們採用Lennard-Jonse potential描述每一分子
間的作用現象。數值計算之規劃則採用預測修正法來計算分子之位置及速
度，並以局部相互作用的演算法則來處理分子間的相互作用力。以往撞擊
平板實驗多是研究不同平板溫度對液滴附著之影響，而本文則以速度為主
要訴求，真對極微小液珠模擬，不須借助於高速攝影機及昂貴的實驗設備
便能確切掌握完整動態行為。本文對液珠撞擊平板後之結果包括各種不同
碰撞速度作了分析，同時也改變平板性質，首先由不具初速液滴附著平板
開始，逐漸增加碰撞速度，研究速度與擴散面積關係。 Lennard-
Jonse分子乃單原子不具極性分子，所組成之液滴與平板可能不存在，我
們只是對液滴平板碰撞做一模擬現象探討。由結果顯示，液滴在低速碰撞
之結果與無初始速度黏附情形類似。由於平板引力與速度作用，液滴分子
群快速朝平板移動，當下層分子受到平板排斥力時，下層液滴分子只能向
外沿平行平板方向擴散，向外擴散時仍受到大部份液滴分子與平板牽引，
當所有作用力達到一平衡點即不再有外觀上的變化，如此可得其擴散面積
。我們發現，碰撞速度越大擴散面積也有越大的趨勢，但是因為液滴粒子
數有限，所以當速度大於某一臨界值時，擴散面積會趨於一定值。 兩
種不同的固－液勢能比值模擬中，碰撞行為過程都十分相似，我們可以發
現其中差別在於同一碰撞速度下，固－液勢能比值較大者，擴散面積會略
高於固－液勢能比值較小者。

The purpose of this study is to analyze the liquid drop of
variable collision velocity spreading on a solid surface by
molecular dynamics theory. The surface and drop on the atomic
scale are simulation by using thousands of molecules. The
interatomic force is assumed to be derived from Lennard-Jones
potential function. To calculate the position and velocity of
molecules by the predictor-corrector method. The interactions
among molecules will be analyzed by the arithmetic method of
local interaction. The study use the numerical analysis. It can
complement the lack in experiment, especial for the high
collision velocity or much smaller drops simulation. To analyze
the variable kinds of collision velocity, non-speed spreading of
plate and drop are tried first. The value of velocity, then, in
collision will be adjust increasing and analyze the spreading
area. The molecules which are applied by Lennard-Jones
potential make fantasy drop and plate. It*s only a simulation of
collision between liquid drop and solid surface. For other
applied case, we need to chose suitable potential form.