液滴撞击壁面的过程广泛存在于自然界、工业设备和农业生产之中,并且对于许多技术应用都具有重要的意义:比如在电子元器件的喷雾冷却应用;在横管降膜蒸发海水淡化装置的海水喷淋应用;此外,在农业生茶、航天航空、生物医学领域都有着广泛的应用前景。而通过改变表面的润湿特性,可以在不形成微小卫星液滴的情况下切割液滴;亦或者可以在没有电力输入的情况下移动、偏转和分类运输液滴;又或者在生物医学领域制作水凝胶微垫用来分离细胞。为了深入分析非均匀润湿性壁面上的动力学行为特性,通过在一个表面上将疏水和亲水的特性结合,并采用高速摄像方法对于液滴撞击水平/倾斜直线纹、斜线纹、波浪纹亲疏水间隔表面的形态变化过程进行了实验研究,对比分析了不同实验条件下各亲疏水间隔表面上的液滴铺展回缩的动态行为;以及质心偏移距离、横纵展开过程的接触直径等参数。主要研究内容包括:本文首先采用线切割加工方式加工具有特殊表面形状的竖齿状结构铝片,再将其镶嵌到树脂表面,随后通过化学刻蚀和表面材料修饰的方法处理铝片表面,加工得到具有亲水性能和疏水性能的直线纹、斜线纹、波浪纹亲疏水间隔表面。基于液滴水平撞击各异形亲疏水间隔表面的可视化实验,研究了液滴直径、液滴撞击速度、表面形状的亲疏水间隔表面对于单液滴撞击固体表面的行为特性影响,如:液滴撞击过程铺展回缩的形态变化、由于非均匀润湿性壁面所产生的质心偏移距离、中心液膜高度等。实验结果表明:液滴撞击壁面铺展到最大接触直径时,会由于边缘液膜所接触的壁面润湿性不同使得三相接触线移动速度不同,导致出现了“边缘扰动”现象,该现象与壁面形状有关且扰动方向沿着亲疏水的纹路方向。同时,在回缩过程中由于疏水表面上受到的竖直表面张力在亲水表面的黏附力作用下产生的拖拽作用,液滴会向斜上方运动随后翻折到亲水表面上从而产生一定的质心偏移现象,使得液滴的中心位置发生了偏移。利用高速摄影系统对液滴撞击倾斜异形亲疏水间隔表面的过程进行了拍摄和记录,重点讨论了不同形状表面的亲疏水间隔表面、斜面倾斜角度和液滴低落高度三个因素对于液滴撞击倾斜壁面的动力学特性影响。结果表明:液滴铺展到最大接触直径并沿斜面向下滑动的一段时间内,液滴前后接触点的润湿性不同且接触角差异很大,出现了“钉扎现象”和“跃迁行为”。倾斜角度越大、液滴撞击速度越大,上述两种行为发生的机率越大效果越明显。在上述行为发生后,液滴底部的液膜（拖尾）由于在亲水区域和在疏水区域的回缩速度差异,在疏水区域上形成了颈丝,液滴继续向下运动颈丝断裂会在亲水区域形成卫星液滴。且在斜线纹表面上,由于亲水和疏水区域的排列方式使得液滴主体发生跃迁行为时并在水平方向呈螺旋状逆时针回缩。钉扎现象、跃迁行为使得当斜面倾角增大和We数增大的情况下,横纵向接触直径随无量纲时间出现了震荡跳跃的变化。