液体在多孔介质表面的铺展和渗透是一个常见的现象,且在农业、工业和环境等领域都有很多应用,如农药喷洒、地下水污染、电解质流动和油漆喷涂等。液滴的铺展渗透两者是一个及其复杂的过程,两者既受多孔介质特性又受液滴特性的影响。然而目前大多研究只关注多孔介质的孔隙度、静态接触角以及液滴黏性和大小对铺展和渗透的影响,或偶尔研究了多孔介质表面粗糙度的影响和动态接触角的变化,对多孔介质表面粗糙度的影响和液滴动态接触角的变化仍不清晰。本文在多孔介质表面用凹凸槽微观结构代表粗糙度建立物理模型,并采用User Defined Function（UDF）模块对Hoffman-Voinov-Tanner定律编程,来模拟液滴撞击粗糙多孔介质表面动态接触角的变化,进而考察多孔介质表面粗糙度的影响和液滴动态接触角变化。本文具体研究内容如下:首先,对附着滴在粗糙多孔介质表面的流体力学进行了数值模拟。讨论了邦德数、平衡接触角、达西数以及多孔介质表面粗糙度对液滴铺展半径和渗透深度的影响。结果表明:邦德数的增加,液滴将更容易渗透到多孔介质中。平衡接触角越小,铺展和渗透越明显。达西数越大,多孔介质的渗透率越大,渗透深度增加,而铺展半径相对减小。粗糙度越大,铺展半径越小,而渗透深度增加。其次,研究了单液滴撞击粗糙多孔介质表面的动力学问题。分析了毛管数、平衡接触角、韦伯数、邦德数、达西数以及多孔介质表面粗糙度对液滴铺展渗透和动态接触角的影响。研究表明:毛管数的减小,会使铺展半径和渗透深度增加,而对应的动态接触角减小。随着平衡接触角增大,液滴越难铺展和渗透,但液滴后期阶段回缩状态越明显。随着液滴韦伯数的增大,铺展和渗透深度增加,并会产生二次液滴飞溅。随着邦德数增加,液滴铺展最大半径和渗透深度增加,对应动态接触角下降速度也增加。随着达西数越小,渗透深度越小,而铺展半径越大。随着粗糙度增大,铺展半径减小,渗透深度增大。最后,在单液滴的基础上数值研究了双液滴同时撞击粗糙度多孔介质表面的动力学行为。对双液滴碰撞后的射流高度和铺展长度的影响因素进行了分析。结果表明:随着韦伯数的增加,液滴射流高度和铺展长度都增加,且在竖直和水平方向都会产生多个二次液滴飞溅;双液滴水平间距越小,液滴的合并长度越小,射流液柱越高;平衡接触角越小,液滴铺展长度越大,后期阶段边缘液体不易回缩;达西数越小,液滴的铺展半径和射流液柱高度越大;粗糙度越大,两液滴合并所需要的时间就越长,而形成的射流液柱和铺展长度都变小。