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神奇的液體舞蹈：為何高能液滴會產生噴濺與飛濺的奇妙效果？
在流體力學中，液滴撞擊是指液滴撞擊固體或液體表面。在這一過程中，結果將取決於液滴的性質、表面的特性以及周圍流體的狀況，通常是氣體。液滴撞擊的效果取決於多項要素：液滴的大小、速度、表面張力、粘度，以及表面的粗糙度和液滴與表面之間的接觸角。
液滴撞擊引發的一系列現象，不僅是物理和化學的結果，也是自然界中的舞蹈。
在乾燥的固體表面上
當液滴撞擊乾燥的固體表面時，通常會在表面展開，如果撞擊的能量足夠大，液滴甚至會在最大展開後再次收縮。液滴撞擊的具體結果主要取決於液滴的大小和速度等因素。細小且低速度的液滴撞擊光滑的潤濕表面，會時常出現「沉積」的現象，意味著液滴會在撞擊時展開並一直附著於表面。而在凹凸不平的表面上，則可能會因為液體的高速外擴而產生「即時噴濺」的現象。
發現，當液滴的表面張力降低時，液層可以從表面上脫離，形成所謂的「冠狀噴濺」。
在潤濕的固體表面上，液滴收縮過程中會出現「後退分裂」。這是因為接觸角在收縮時降低，造成某些小滴被留下。當液滴在超疏水表面上收回時，會形成多個指狀液滴，這些液滴在後續過程中可能會繼續分裂。
高能液滴的噴濺與飛濺
高能液滴在撞擊過程中的反應往往以「反彈」或「部分反彈」的形式出現。當液滴在撞擊後收縮時，其動能讓液體向上擠壓，形成一個垂直的液柱。根據分開程度的不同，可能會出現完整反彈或部分反彈的現象。在液滴收縮的過程中，液滴的退回接觸角會影響這一結果，低接觸角通常會導致部分反彈，而高接觸角則可能導致全反彈。
透過改變液體中聚合物的類型，如將甘露醇掺入水中，會改變液體的流變性質，這進而影響液滴反彈的形狀。
在超疏水表面上
在超疏水表面上，研究顯示液滴可以多次彈起而不會沈沒，這使得液滴在撞擊固體表面上能夠保持數次接觸而不會靜止。這一現象在熱傳遞和航空器結冰等應用中顯得尤為重要，因為它涉及到液滴大小和接觸時間的關係。
如液體傳遞不到高的威伯數，液滴在撞擊後會顯示出明顯的變形，並在表面拉長或發生裂縫。對於超疏水表面，仍能在觸碰時保持相對較低的變形。
在濕潤的固體表面上
液滴撞擊濕潤的固體表面時，將會出現展開或噴濺的現象。在速度較低時，液滴可能會在表面展開，而當速度超過某一臨界值時，則將產生噴濺，這通常伴隨著衝擊波的產生。
特定情況下，當液滴撞擊液體介面時，也可能出現類似超疏水的彈跳，這受到接觸時間、展開動態和彈性係數的影響。
在液體表面上
液滴撞擊液體儲池的表面時，其結果也可能是浮起、彈跳、合併或噴濺。當液滴能夠穿透附著的薄氣膜時，就會與儲池合併。而在大威伯數下，噴濺的現象會更為明顯，液滴會在水面形成一個凹坑，並在凹坑周圍產生蓮花狀冠。
隨著撞擊能量的增加，噴濺與形狀變化的驚人效果將持續展現，這引發了人們對流體動力學的好奇心。
這些觀察所揭示的液滴行為不僅展現了流體力學的複雜性，更引人思考：在這場流體的舞蹈中，還有什麼未曾被發掘的奧秘呢？
