液滴的蒸发是科学研究和工业应用中常见的现象,被广泛的应用于喷墨打印、喷雾冷却、材料制备、疾病检测等领域,目前广泛流行的新型冠状病毒的传播,也取决于液滴的蒸发过程。液滴的蒸发是典型的多物理场耦合的过程,目前的研究主要集中于少数参数对于液滴蒸发过程的影响规律,且研究结果并不统一,特别是基板上固着液滴的蒸发规律。因此,本论文以不同性质基板上的液滴蒸发为研究对象,利用理论分析方法,建立液滴蒸发过程中多物理场耦合的理论模型,揭示了液滴蒸发过程的传热传质规律,并定量分析了各个参数对蒸发速率和蒸发生命周期的影响规律,为复杂表面固着液滴的蒸发的数值模拟和实验研究提供了指导和理论依据。本文主要内容和研究成果如下所示（1）首先研究了亲水性平直基板表面液滴等温蒸发特性（接触角θc≤90°）,根据等温液滴的蒸汽扩散模型,利用已有的液滴表面蒸发通量分布关联式,建立了液滴在等角度,等接触半径以及“黏-滑”模式下蒸发规律的数学模型;研究了接触角、接触半径、体积随时间的演变规律,获得了初始接触半径,初始接触角和临界接触角对蒸发速率和生命周期的影响;发现当液滴初始体积相同时,初始接触角与临界接触角越小,液滴总的蒸发生命周期越短。（2）其次研究了任意润湿性平直基板表面液滴非等温蒸发特性（接触角0＜θc＜180°）。由于液滴表面蒸发吸热导致的冷却效应,液滴表面不再是等温的。利用蒸汽扩散浓度场的分布和电荷周围静电场的分布相比拟的方法,在轴对称的圆环坐标系下,将液滴内部导热过程和外部蒸汽扩散过程在气液界面进行耦合,获得了不同温度基板上蒸发液滴的温度场和浓度场,以及液滴表面的蒸发通量分布;进而推导了液滴蒸发速率模型,以及等接触半径和等角度模式下液滴蒸发的生命周期模型;为了表示实际非等温蒸发过程与等温蒸发过程的差异,提出修正系数K,用于表示实际非等温蒸发速率与等温蒸发速率的比值,结果发现它只与液滴接触角和蒸发冷却系数有关;当接触角和蒸发冷却系数越大时,修正系数K越小,蒸发冷却效应对蒸发的抑制作用越大。另外,针对多物理场耦合的液滴蒸发过程进行了数值模拟,并将数值模拟结果、现有的实验结果和我们的理论分析结果进行对照,验证了我们的理论模型的正确性,并与传统等温模型相结合,阐述了其适用范围。（3）然后将以上任意润湿性平直基板表面的非等温蒸汽扩散的理论模型拓展到弯曲基板上,并考虑了基板内部导热对液滴蒸发的影响。在轴对称圆环坐标系下,将基板内部的导热和和液滴内部的导热在固液界面耦合,以及液滴内部的导热和外部蒸汽浓度扩散在气液界面耦合,建立弯曲基板表面液滴的蒸发规律模型;获得了基板和液滴内部的温度场、液滴外部蒸汽扩散的浓度场,以及液滴表面的蒸发通量分布规律,进而获得了液滴在等接触半径模式下的蒸发规律和生命周期;定量分析了基板与液滴相对导热率、基板的形状、液滴的接触角、蒸发冷却系数对蒸发规律的影响。结果表明,在相同的液滴体积下,随着基板与液滴相对导热率的减小,液滴蒸发冷却系数的增加,基板切向角的增加,以及液滴接触角的增加,液滴蒸发速率会降低,且生命周期将增加。（4）进一步研究了液滴在非互溶液体基底表面的蒸发规律。液滴在非互溶液体表面能够形成液体透镜,其蒸发过程为等接触角模式。将液滴内部导热过程与外部蒸汽扩散过程在气液界面处相互耦合,建立了液体透镜蒸发的理论模型,获得了液滴内部温度场分布、液滴表面的蒸发通量分布以及生命周期;定量分析了液体透镜的体积,上下接触角比值、蒸发冷却系数以及液体基底弯曲程度对蒸发规律的影响。发现随着液体透镜上下接触角比值的增加,受蒸发面积和蒸发冷却效应的共同影响,蒸发速率会出现三种变化规律:1)当体积或者蒸发冷却系数较小时,随着角度比的增加,液体透镜蒸发速率逐渐增加,最后趋近于渐进值。2)当体积或蒸发冷却系数较大时,随着角度比的增加,蒸发速率减小,到达最小值之后,随着角度比的增加而增加,最后趋近于渐进值。3)当体积和蒸发冷却系数为特定值时,蒸发速率先随角度比增加而增加,达到极大值之后,然后逐渐减少,到达最小值,然后随着角度比的增加而增加,最后趋近于渐进值。（5）最后,研究了动力学控制的固着液滴的蒸发特性。在纯蒸汽环境或者微纳米尺度下,以上所采用的液滴蒸汽扩散模型不再使用,液滴蒸发过程由气液界面的蒸发动力学控制。在亲水性基板表面（θc≤40°）的蒸发液滴,液滴内部的导热可以近似于一维问题。气液界面的蒸发动力学用Hertz-Knudsen模型表示,同时与基板和液滴内部的导热相互耦合,利用微积分理论获得了液滴表面的蒸发通量分布,以及等接触半径和等接触角模式下的液滴的蒸发生命周期;定量分析了基板底部温度、基板导热系数、液滴接触角、环境温度以及环境压力对液滴蒸发的影响,发现当液滴以等接触角模式蒸发时,蒸汽扩散规律下的液滴体积与蒸发时间“2/3定律”不再适用。