固体基底上具有环形自由界面的流动是一个跨尺度的多场耦合问题,在3D打印仿生结构方面有广泛的应用前景。该形貌因具有结构不稳定、随机性强、难以维持等特点,远不能满足绝大多数实际应用的需求。本课题基于3D打印仿生结构在固体基底上的应用,以及环形液滴在实际应用中展示出的广泛应用前景为背景,以基底上环形液滴的动力学特性为研究对象,探究平板上环形液滴的成环机理、断裂机制、和动力学特性,为固体基底上3D打印仿生结构提供技术支持与理论基础。理论研究方面,介绍了平板上环形液滴的定义,其次通过润湿和表面能,推导了液环表面积和体积的计算公式。分析了平板上环形液滴的断裂机制,通过拉普拉斯方程解释了环形液滴的收缩不稳定性,通过表面自由能分析了液环收缩特性。为环形液滴失稳现象提供了理论的解释。实验研究方面,设计并搭建平板上环形液滴制备的实验平台,主要包括基底制备装置、平板上环形液滴制备装置及UV光固化装置。基底制备装置用于制备塑料圆片上的PDMS薄膜;环形液滴制备装置用于开展平板上环形液滴的制备;光固化装置用于将平板上的环形液滴进行光固化,实现平板上固态环状物的可控制备。在平板上环形液滴成环机理的实验研究中,基底对平板上环形液滴的成环效果有着显著的影响,塑料基底的效果优于铜片基底和玻璃基底。当改变基底旋转速度时,只有当注液速度足够高,旋转速度足够大时,才能制备出近似圆环的环形液滴。随着PDMS膜的增加,基底上的环形液滴越不容易分裂。在平板上环形液滴的断裂特性方面,随着长径比的增大,平板上环形液滴的分裂个数逐渐增加,且平板上的环形液滴与液-液中的环形液滴类似,平板上环形液滴的破碎个数与长径比呈线性关系,对于膜厚为380μm的PDMS基底平板上环形液滴的断裂准则:n≈0.465R0/a0。在平板上环形液滴动力学特性的实验研究中,随着体积的增加,环形液滴的初始长径比也减少,导致环形液滴的分裂个数减少,但环形液滴最终稳定所需的时间逐渐增加。随着溶液表面张力的减少,平板上环形液滴的初始长径比略微减少,与液-液相中的情况不同,平板上环形液滴达到最快不稳定增加速率和达到最终稳定状态的时间缩短。实验发现粘度对平板上环形液滴的破碎时间有着显著的影响,粘度会加速破裂的过程。在实际应用方面,将UV光固化技术与基底上环形液滴的制备技术相结合,通过控制平板上环形液滴的初始体积制备出了不同环宽与高度的固态环,为平板上固态环的可控制备奠定了理论基础,为3D打印仿生结构在生物医学领域的应用提供了指导意义。