CAE用語辞典動的接触角 (どうてきせっしょくかく) 【 英訳: Dynamic contact angle 】

動的接触角とは、液滴の形状や位置が変化している場合の接触角のことを言います。
動的接触角には、液滴が滑り落ちる方向を前進する方向として、前進側端点の接触角を前進接触角、その反対側の側端点の接触角を後退接触角と言います。(図1を参照)。

動的接触角の測定方法としては以下のような方法があります。

液滴法:

静的接触角の測定を連続的に行う。

拡張/収縮法:

固体表面に接した液滴を、膨らませたり吸い込んだりすることで液滴の界面が前進、後退する時の接触角を測定する。

滑落法:

液滴を載せた固体試料を傾けて液滴を滑らせて、接触角を測定する。

プレート法:

つりさげた固体試料を液体に浸し、固体試料が引き込まれる力を測定し、表面張力との関係から接触角を算出する。

ANSYSの標準機能では静的接触角のみ定義できます。そのため液滴が斜面を流れ落ちるような解析や毛管減少など空気が充填された狭い流路内を流れる水の解析などでは、実現象と解析結果に大きな違いが生じる場合があります。
その場合、動的接触角を何らかの形で抵抗力として定義(カスタマイズ)するなど、工夫が必要となってきます。

抵抗力の模擬の方法としては固体壁面近傍に薄い層(三次元)を設定し、抵抗モデルを設定することが考えられます。

ANSYSにおける取扱い

  • ANSYS FluentおよびANSYS CFXでは動的接触角を考慮したい場合は何らかの形でモデル化(カスタマイズ)が必要です(静的接触角は標準機能で解析が可能です)。

関連用語

接触角静的接触角表面張力


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