液滴合并及碰撞是自然界和工业生产中各种流体动力学过程中常见的现象,研究及深化理解液滴合并及其碰撞过程,有着重要的学术意义,并具有指导相关工业生产过程的实际应用价值。近年来关于液滴合并研究的基本侧重于在外加条件下的响应,如乳液滴电致合并、液体大理石合并等,但从相对简单体系的液滴合并来深刻理解合并现象的相关研究比较少。此外,关于液滴碰撞的基本动力学以及相关扩展的研究比较多,涉及研究液滴碰撞的动力学、液滴碰撞超疏水表面后的弹跳,液体大理石的碰撞等,但对于液滴碰撞颗粒层表面相关的研究比较少。本文从实验和理论两方面探讨了在有机玻璃基底上的两个坐滴合并后液体桥的弛豫现象。发现液体桥通过两种截然不同的方法弛豫到平衡状态:阻尼振荡弛豫和欠阻尼弛豫。当粘度较低时（丙三醇水混合溶液中丙三醇的重量分数小于70%,即粘度小于24.18）（6?）,阻尼振荡会出现,在这种现象中,液体桥会经历阻尼振荡过程,直到它达到稳定的形状为止。然而,如果粘滞效应变得显著（丙三醇水混合溶液中丙三醇的重量分数大于70%,即粘度大于24.18）（6?）,就会发生欠阻尼弛豫。在这种情况下,液体桥在非周期衰变模式下弛豫到它的平衡态。进一步分析表明,阻尼振荡的阻尼率和振荡周期与惯性毛细时间尺度τ₍（8）有关。这些实验结果也通过COMSOL Multiphysics的数值模拟得到验证。此外,本文采用高速摄像机与显微镜系统相结合的方式以透射光成像系统研究了液滴碰撞颗粒层表面,结果发现:液滴碰撞覆盖有一层或多层PMMA疏水性颗粒的载玻片表面会形成无颗粒环,随后经过一系列数据处理分析形成无颗粒环的机理。在不同的碰撞速度下,形成无颗粒环的过程和原因都不相同,根据形成原因可以分为两部分:第一种是液滴碰撞颗粒表面层后,由于最小表面能原理,在表面张力和毛细力的作用下,液滴传播边缘回缩带回一部分颗粒形成无颗粒的环;第二种是液滴碰撞后,重力势能会转化为其他耗散能以及动能,使得液滴传播边缘推动颗粒,颗粒在惯性势的作用下前进或飞溅,形成无颗粒环。另外,在我们进行实验的碰撞速度范围内（0.16m/s<v<2.82m/s）,根据无颗粒环的宽度与碰撞速度的关系,大致可以分为三个区域:第一部分,当碰撞速度从0.16m/s变化到0.90m/s时,依靠碰撞后液滴传播边缘回缩带回一部分颗粒形成环,表现出无颗粒环的宽度随着碰撞速度的增加而呈线性关系增加;第二部分,当冲击速度从0.90m/s到1.40m/s时,环宽度基本不变,该部分无颗粒环的形成是液滴传播边缘液体回缩带回一部分颗粒和液滴传播边缘推动颗粒前进和飞溅的共同作用形成;第三部分,碰撞速度范围从1.40m/s到2.26m/s时,无颗粒环的宽度随碰撞速度线性增加,但在碰撞速度大于2.26m/s后,环宽度基本保持不变,该环宽仅依靠液滴传播边缘推动颗粒形成。