疏水表面在工业生产及人们的生活中有非常广阔的应用前景。液滴撞击超疏水表面也得到了大量的研究和关注。近几年研究发现,当液滴撞击具有柱状阵列的超疏水表面时会产生饼状弹跳,与普通平整超疏水表面相比可进一步减少液固的接触时间,提高了超疏水表面各项性能,拓展了超疏水材料在自清洁、防雾、耐腐蚀、抗冰霜、液体无损运输等方面的应用,且在防冻雨、抗结冰等方面有着相当大的影响。本文从实验、数值计算对液滴撞击超疏水壁面的弹跳过程进行系统研究。制备具有方柱阵列的超疏水表面,进行液滴撞击实验产生饼状弹跳。并且探究方柱尺寸和液滴的物理参数对饼状弹跳的影响,进行数值计算和理论分析全面的研究饼状弹跳的成因和控制方法。通过机械线切割、激光刻蚀、氟化物改性的方法对铝合金进行加工,得到具有微结构的超疏水表面和具有毫米方柱阵列的超疏水表面,接触角大于150°,滚动角小于10°,具有很好的疏水性能。搭建实验平台,用高速相机以每秒6000的帧率记录液滴以不同速度撞击超疏水表面的弹跳过程,结果表明随着撞击速度增大液滴铺展的越大,但是接触时间基本不变。建立具有微结构的数值计算模型,通过VOF方法进行计算,计算结果与实验结果的下落、铺展、回缩、弹起四个液滴弹跳过程的形态以及铺展因子、铺展高度随无量纲时间的变化符合良好。并且通过数值计算分析了液滴撞击过程中变化复杂的压力场和速度场,进一步探究了液滴弹跳的运动机理。发现在液滴撞击的整个过程中,表面内部压力和速度沿中心轴呈对称分布。在铺展过程中,在环的边缘形成了两个对称的速度涡旋。铺展到最大后,液滴在表面张力的作用下向中心回缩。进行多种工况的液滴的撞击实验产生饼状弹跳,形成是因为渗透在方柱间的液体提供足够的毛细力能够抬升整个液滴。因为没有回缩阶段,饼状弹跳的接触时间大大小于常规弹跳。在相同的超疏水表面上,液滴的直径和速度越大越容易产生饼状弹跳,并且发现超疏水表面的方柱阵列尺寸也对饼状弹跳的有影响。对饼状弹跳过程进行数值计算,发现回缩过程环状边缘被整体抬升且变厚。通过分析发现要使液滴出现饼状弹跳,必须满足时间尺度和能量准则两个标准:流体必须在适当的时间返回表面,而且必须有足够的动能,向上的动量能克服表面粘性耗散和任何由于向上和横向流动混合而产生的耗散。建立时间尺度和能量准则与超疏水表面特性的关联关系,提出了饼状弹跳的理论模型,并且进行验证。