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液滴撞击非均匀表面定向反弹的数值研究的任务书
任务书：液滴撞击非均匀表面定向反弹的数值研究
一、研究背景
液滴的撞击与表面相互作用是多种自然和工业过程中的重要现象。近年来，研究者们对液滴撞击非均匀表面的反弹问题进行了深入探究，例如：图案化表面、多级微柱、多孔材料等。液滴撞击表面后的反弹行为对于提升防水、防冻、防污等材料的性能有着重要意义，同时也有助于研究液滴与表面的相互作用机理，对于液滴运动学和动力学的探究具有重要意义。
二、研究目的
本项目旨在通过数值模拟的方法，实现对液滴撞击非均匀表面定向反弹的模拟与研究，探究对应液滴在表面上的反弹路径和角度，并评价非均匀表面对于液滴反弹的影响。
三、研究内容
1.通过有限元方法（FEM）或者边界元方法（BEM）建立数值仿真模型；
2.对比不同的非均匀表面，模拟液滴单次和多次撞击的过程，并观察液滴在表面上的反弹路径和角度等行为；
3.分析不同表面形貌对于液滴反弹行为的影响因素；
4.评估液滴反弹行为对表面形貌的敏感性。
四、关键技术和方法
1.数学模型降维法（MCM）和了解有限元方法和边界元方法的基本理论和实现原理；
2.了解算法和程序设计的基本方法，精通主流数值计算和仿真软件的使用；
3.懂得使用MATLAB、Python等计算机编程软件，具备编程能力及分析数据的能力；
4.熟悉各种流体液滴的物理和化学性质，了解表面张力、接触角等基本性质。
五、研究计划安排及进度表
|任务|时间|进度|
|-------|--------------|---------------------------------------------------------|
|1.调研|第1周-第2周|查阅文献，对液滴撞击表面反弹的现象和问题进行了解|
|2.建模|第3周-第4周|建立液滴撞击表面的数学模型，修正参数并进行有限元或边界元方法模拟|
|3.分析|第5周-第6周|模拟数据的分析与处理，根据表面形貌和液滴性质分析对液滴反弹路径和角度的影响|
|4.总结|第7周-第8周|撰写科研论文，并对研究成果进行汇总，进行结果的讨论和总结|
六、研究预期成果
研究预计展示的成果包括：
1.建立数值模型对液滴撞击表面反弹的过程进行模拟；
2.评估不同表面形貌对液滴反弹行为的影响因素，并提出相应的可行改进方案；
3.发表相应的科研论文，并能为液滴反弹以及相关领域的研究提供相关的理论基础和实验支撑。
七、研究人员
本项目需要2名合作研究人员，包括：
1.液滴与表面相互作用方向的领域专家；
2.态势分析和计算流体力学方向的计算机科学家。
八、研究计划经费
本项目的经费预算为50万元，其中包括实验材料费、交通费、学术会议费和研究人员薪资等方面的费用。
九、研究计划组织管理
本项目需要一个由项目负责人、领域专家和计算机科学家组成的团队进行协作。项目负责人负责任务分配和进度安排，领域专家负责科研分析和文献调查，计算机科学家负责数据分析和模型建立。研究成果的讨论和总结通过学术会议和院内研究展示等形式进行。