实现表面液滴合并弹跳的调控在强化冷凝传热、抗结冰、自清洁等领域具有重要的应用前景。研究发现,当液滴在超疏水表面合并时,由于合并后液滴表面积的减小,多余的表面能将转化为驱动液滴从表面弹跳脱离的动能,这被称为合并诱导的液滴弹跳现象。现有的研究主要是通过对表面结构进行设计来提高液滴合并后的弹跳速度以及调控液滴弹跳方向。现有的表面结构比较复杂,容易破坏,无法进行大规模制备以满足实际生产应用。因此,本文设计了一种可以调控液滴弹跳方向的系列不同曲率的环形槽结构,采用基于投影的光固化3D打印技术可以实现该结构的精确制备,并在该结构表面进行液滴合并弹跳实验与理论研究,具体工作如下:首先,使用基于投影的光固化3D打印技术制备出不同曲率的环形槽结构表面,并在该表面进行液滴合并弹跳实验。结果表明,随着槽曲率的增加液滴合并后的弹跳方向由与表面方向垂直逐渐减小至63.5°,不同曲率槽内的液滴合并后的表面能的转化率均为43.5%,这表明通过改变槽的曲率能够调控液滴合并弹跳方向且不会改变表面能转化率。对比了矩形与半圆两种槽截面,发现槽截面对液滴弹跳方向没有影响,半圆截面能够得到更高的表面能转化率。除此之外,研究发现液滴弹跳角度与液滴尺寸无关,当液滴直径为1.3mm时,表面能转化率达到最大为45.5%。该结构表面能够有比较大的能量转化率的原因有两点,其一,相比较于普通平面该结构表面下液桥有较大的撞击面积,其二,槽的形状限制了合并过程中液滴的振荡,在很大程度上减小了因粘性耗散所损失的能量。最后基于液桥撞击理论建立理论模型来解释液滴合并后的弹跳方向随槽曲率的变化机理。其次,使用COMSOL的两相流模型对液滴合并过程进行仿真,探究其平行于表面动量的形成过程。从内部压力分布可以看出,在合并过程中液桥区域的压力值较小,这是流体涌向液桥的重要原因。随着合并时间发展,液滴区域沿着平行于表面的动量逐渐增加,当槽的曲率增加至1.2时,在在整个合并过程中平行于表面的动量逐渐增加至最大值。此外增加了额外三组曲率,发现当曲率为1.4时,其平行于表面的动量能够达到最大值,当槽的曲率增加至1.6时,内部壁面难以阻挡液桥的撞击,发生液桥穿透现象,此时液体区域平行于表面的动量减小并变为负值。因此可知在1.4与1.6之间存在一个曲率的最佳值来获得更小的弹跳角度。