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Contributions to modeling and applications of superhydrophobic surfaces for self-assembly of biological materials

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Anteprima della tesi: Contributions to modeling and applications of superhydrophobic surfaces for self-assembly of biological materials, Pagina 5
19 
 
Let’s call α the matrix containing the vertices coordinates of the reference triangle: 
1 0 1
0 1 1

 




 
2D Gauss quadrature for triangular domains was used for computing the integral (23) as follows: 
           
 
 
11
,,
e i, j 1 ,e i,k 1 K e i, j 1 ,e i,k 1 0.5 det B * B :, j B :,k ;
T
i k j
K 


              
   


 
where i is the index related to the local stiffness matrix of each elements (so it varies from one to 
the total number of elements). K is a matrix 3x3, so k and j vary from one to three each one.  
The solution of the problem is given by: 
1
C K f


 
(30) 
The boundary conditions of the problem are assigned as follows: 
1) the concentration to the limit of the boundary is C

(whose value was assigned before); 
2) the concentration to the free surface is 
S
C (whose value was assigned before); 
3) no vapor flux was set between the substrate and the environment. 
 
 
The equation (30) is a linear system. The resolution gives the results shown in figure 1.8A,B,C,D. 
Pure water sessile droplet evaporation depends on the wetting properties of the substrate. Here a 
low CA provides an evaporation flow greater at the edge and lower at the top surface of the droplet 
Figure 1.6.A Case hydrophilic substrate. Triangular mesh of the external ambient.  Nodes and elements were created 
using the algorithm implemented in Ansys. 10823 nodes and 5270 elements were created for the external 
environments. 6855 nodes and 3194 elements were created for the mesh of the droplet (B). The limit of the air domain 
is 10 times the radius interface of the droplet. Both figure are edited by Matlab 
A 
B

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Informazioni tesi

  Autore: Giovanni Marinaro
  Tipo: Tesi di Dottorato
Dottorato in Doctoral School in Life and Humanoid Technologies/ Nanosciences
Anno: 2015
Docente/Relatore: Christian Riekel
Istituito da: Università degli studi di Genova
Dipartimento: Department of Physics, University of Genova
  Lingua: Inglese
  Num. pagine: 73

FAQ

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Parole chiave

superhydrophobic
microfluidic flows
droplet evaporation

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