摘要

研究超声波工具头作用于液态Ga表面时,液态Ga在石英玻璃表面的铺展行为,并通过Comsol Multiphysics软件对液态Ga的流动过程和压力变化情况进行模拟分析.结果表明,液态Ga在铺展过程中初始阶段铺展缓慢,超声波作用时间为24 ms时液态Ga的铺展面积为2.754 cm~2;超声波作用时间为72 ms时液态Ga的铺展面积迅速增大至5.459 cm~2;超声波作用时间84 ms时达到平衡状态,铺展面积为5.508 cm~2.铺展过程中,液态Ga表面可以观察到明显的空化泡和涟漪状波纹.施加超声波后,液态Ga内部压力在一个周期内发生变化,液态Ga顶部以负压为主,并且沿半径向圆心方向压力递增至正压,在超声波作用时间为1.7 ms时液态Ga内部压力以正压为主.在超声波作用下,液态Ga表面所受压力幅值自上而下逐渐减小,同时液态Ga在内部压力偏移量、Laplace压强差和“坍塌效应”的共同作用下铺展,最终形貌发生显著变化.