A viscous compressible model of soap film flow and its equivalence with the Navier-Stokes equations
本文提出了一个与可压缩纳维-斯托克斯方程具有惊人相似性的准二维肥皂膜流动模型。实验中通常用于流动显示的皂膜厚度的变化类似于纳维-斯托克斯方程中的密度变化。当肥皂膜的流动速度与Marangoni弹性波速度相当时，我们恢复了可压缩的纳维-斯托克斯方程，肥皂膜表现为二维等温粘性气体。
2005-11-20 physics.flu-dyn
Deformation and relaxation of viscous thin films under bouncing drops
薄的、粘性的液体膜受到冲击事件会变形。在这里，我们调查的自由表面油膜变形所产生的空气压力下的影响和反弹水滴积累。使用数字全息显微镜，我们测量的3D表面形貌的变形膜后立即下降反弹，分辨率低至20 nm。我们首先讨论如何在冲击过程中的膜最初变形，作为膜厚度，膜粘度，和下降的冲击速度的函数。随后，我们描述了变形薄膜在回弹后的缓慢弛豫过程。的宽度的扩大和扰动的振幅的衰减的标度律的实验获得，并发现是在很好的协议与润滑分析的结果。最后，我们到达一个详细的时空描述的油膜变形过程中出现的影响和反弹的水滴。
2021-07-12 physics.flu-dyn
Air Entrainment by Viscous Contact Lines
通过将固体平板插入粘性液体中，研究了前进接触线对空气的卷吸作用。在阈值速度以上，我们观察到一个扩展的空气膜的形成，通常为10微米厚，随后衰减成气泡。探索大范围的粘性液体，我们发现一个意想不到的弱依赖卷吸速度对液体粘度，指向一个至关重要的作用的空气膜内的流动。这导致润湿和去湿之间的显著不对称：虽然空气膜的破裂非常类似于液体膜的去湿，但润湿速度要大几个数量级。
2011-10-24 physics.flu-dyn
An elastic plate on a thin viscous film
该研究针对薄黏性流体表面受基底运动驱动的固支弹性板建立耦合数学模型，通过数值与渐近分析发现板端边界层效应，为奇摄动弹毛细问题提供了共性认知。
2014-10-30 physics.flu-dyn
Coating thickness prediction for a viscous film on a rough plate
本研究采用均匀化方法提出预测粗糙板浸涂液膜厚度的模型，结合界面渗透率与滑移项准确刻画粗糙边界，无需拟合参数且与实验吻合，适用于任意周期性粗糙图案。
2024-05-31 physics.flu-dyn
Three-dimensional aspects of fluid flows in channels. II. Effects of Meniscus and Thin Film regimes on Viscous Fingers
我们进行了三维研究的稳态粘性手指，开发线性通道。通过一个三维格子Boltzmann方案，模仿完整的宏观运动方程的流体动量和序参量，我们研究了两种情况下的通道的厚度的效果。首先，在通道厚度方向上的流体的总位移，我们发现，稳定状态的手指是有效的二维和以前的二维结果可以通过考虑到整个通道厚度的弯曲弯月面的影响，作为对表面应力的贡献恢复。其次，当薄膜在沟道厚度方向上发展时，指状物随着沟道纵横比的增加而变窄，这与实验结果一致。薄膜的影响使问题三维化，结果偏离二维预测。
2007-09-18 physics.flu-dyn
Formation of Nanopillar Arrays in Ultrathin Viscous Films: The Critical Role of Thermocapillary Stresses
在过去的十年中，几个小组的实验表明，熔融的聚合物纳米膜受到大的横向热梯度经历周期性纳米柱阵列的自发形成。普遍的解释是，在膜内的声学声子的相干反射引起辐射压力的周期性调制，这增强了柱生长。通过探索与纳米膜特别相关的变形不稳定性，我们证明了热毛细作用力在形成过程中起着至关重要的作用。分析和数值预测表明，与实验中得到的支柱间距很好的协议。界面方程的模拟进一步确定了对技术应用具有重要意义的柱体生长速率。
2009-08-14 physics.flu-dyn
Thin Film Formation During Splashing of Viscous Liquids
在撞击到光滑干燥的表面上之后，一滴粘性液体最初以厚薄片的形式扩散。如果液滴飞溅，它首先发出一个薄的流体片，最终可以分裂成液滴，导致飞溅。周围的气体对形成这种薄片至关重要。纸张弹出时间$t_{ejt}$取决于冲击速度、液体粘度、气体压力和分子量。中心气泡在压力甚至低于该片材形成所需的压力下被捕获在液滴下方。此外，当存在弹出的片材时，气泡被夹带在展开的薄片下方。空气夹带在独立于液滴冲击速度以及环境气体压力的薄层速度处停止。
2010-08-19 physics.flu-dyn
Wake and wave resistance on viscous thin films
本文从理论上研究了在一维和二维几何形状的润滑近似中，沿粘性薄膜自由表面以恒定速度移动的外压扰动的影响。在共动框架中，施加的压力场产生界面的静态变形-尾流-其在远区空间上消失。尾流的形状和消失的方式取决于外部源的速度和大小以及膜的性质。详细分析了波浪阻力，即为了维持尾流而必须从外部提供的力。对于有限大小的压力扰动，它增加的速度，直到一定的过渡值以上的单调下降发生。压力场的水平范围的作用进行了研究，以及，揭示了一个较小的扰动，后者的过渡发生在较高的速度。最后，对于狄拉克压力源，波阻要么在一维几何中饱和，要么在二维几何中发散。
2016-03-23 physics.flu-dyn
Electrically driven convection in a thin annular film undergoing circular Couette flow
本文研究了导电流体悬浮环形薄膜在内外边缘加电压差时的线性稳定性。对于一个足够大的电压，这样的膜是不稳定的径向驱动的电对流，由于其自由表面上开发的电荷。也可以通过旋转膜的内边缘使膜经受库埃特剪切。这种组合是使用近晶A液晶膜实验实现的。在没有剪切的情况下，对流由一个静止的，方位角一维对称，反向旋转的涡对图案。当应用库埃特流时，产生方位行进图案。在同向旋转坐标系中观察时，流动模式由成对的非对称涡组成。计算了任意半径比$α$和雷诺数${{\cal R} e}$的剪切流中性稳定边界，得到了临界控制参数${\cal R}_c (α, {{\cal R} e})$和临界方位角模态数${m_c (α, {{\cal R} e})}$。库埃特流抑制电对流的开始，使得${\cal R}_c (α, {{\cal R} e}) > {\cal R}_c (α,0)$。计算的抑制进行比较，在$α= 0.56 $和$0 \leq {{\cal R} e} \leq 0.22 $的实验。
2000-01-05 chao-dyn cond-mat.soft nlin.CD
A derivation of viscous thin film flow equations on curved surfaces
University of Nevada（内华达大学）
通过扩展Leal的教学方法，推导了曲面上慢速粘性薄膜流动的一般方程，考虑了重力、毛细和Marangoni效应，并强调了曲率梯度的重要性。
2026-08-24 physics.flu-dyn
Stability of co-annular active and passive confined fluids
本文利用线性稳定性分析和 Lorentz 互易定理，研究圆形受限下被动液滴与主动向列液晶共环体系的界面稳定性，并推广至主动液滴情形。
2025-07-25 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Measurement of Liquid Flow Rate among the Annular Flow in Vertical Tee Junction
由于环形流的液体流量与换热效率密切相关，因此测量垂直三通环形流的液体流量具有重要意义。为了获取垂直三通管环空流的液体流量，设计了一种测量方法，采用数字减影法在可见光下测量液膜厚度，并应用图像特征匹配算法获得液体速度场。此外，液膜速度场的准确性，以及空间和时间的稳定性的质量流率在这项研究中所提出的算法进行了测试。实验结果表明，该方法在主管道和支管道下段的测量误差约为5%，在主管道上段的测量误差小于15%。因此，与其他测量方法相比，该方法具有较高的精度。该方法可用于测量和分析垂直三通中环状流的形状和特性。
2020-01-01 physics.app-ph physics.flu-dyn physics.ins-det
Rigorous coherent-structure theory for falling liquid films: Viscous dispersion effects on bound-state formation and self-organization
本文研究了二维孤立波脉冲与下落液膜的相互作用。我们利用Ruyer-Quil和Manneville [Eur. J. B 6，277（1998）; Eur. Phys.J.B15，357（2000）; Phys. Fluids 14，170（2002）]通过将长波近似与加权残差技术相结合来计算。该模型包括（二阶）粘性弥散效应，它源于流向动量方程和切向应力平衡。这些效应起着分散的作用，主要影响孤立脉冲前面的毛细波纹的形状。我们发现，不同的物理参数，如表面张力和粘度，发挥了至关重要的作用，孤立脉冲之间的相互作用，最终导致形成由两个或两个以上的脉冲分开的明确的距离，并以相同的速度行进的束缚态。通过发展一个严格的相干结构理论，我们能够从理论上预测形成束缚态的脉冲间隔距离。粘性色散影响了观察到束缚态的距离。我们表明，该理论是在非常好的协议与计算的二阶模型。我们还表明，束缚态的存在下，允许膜自由表面达到一个自组织的状态，可以在统计上描述的孤立波的气体由一个典型的平均距离，其特征在于由一个典型的密度。
2013-10-01 physics.flu-dyn
Thin film extensional flow of a transversely isotropic viscous fluid
许多生物材料如宫颈粘液和胶原凝胶具有纤维状的微观结构。这种微观结构影响材料的紧急机械性能，从而影响系统的功能行为。我们认为拉伸一张横向各向同性的粘性流体薄片的规范问题作为宫颈粘液的spinnbarkeit测试的简化版本。我们提出了一个新的解决方案，由绿色和弗里德曼构建的模型，通过操纵模型的形式服从任意拉格朗日-欧拉技术。系统的方程，减少利用的薄片的细长的性质，数值求解，我们发现，大量的纸张性能控制的有效粘度依赖于发展的角度的纤维。此外，我们证实了以前的猜想，通过证明，该表的中心线不需要是平的，并进行短时间尺度分析，以捕捉的中心线的全部行为。
2022-02-08 physics.flu-dyn
Drop impact on viscous liquid films
当液滴落在固体基底上时，它们之间的空气层延迟了液-固接触的发生。对于光滑基底上的冲击，空气膜甚至可以防止湿润，使液滴以与对超双疏性材料的冲击所观察到的动力学相同的动力学反弹。在这篇文章中，我们研究类似的弹跳现象，发生在粘性液体膜，模仿原子光滑的基板，其目标是探测其有效的排斥性。我们阐明的机制，弹跳到非弹跳（浮动）过渡使用实验，模拟，和一个极小模型，预测的主要特点下降的影响，接触时间，和恢复的恢复系数。在高粘性或非常薄膜的情况下，冲击动力学不受粘性膜的存在的影响。在此基板-独立的限制，弹跳被抑制，一旦液滴粘度超过一个临界值上的superbiphobic基板。对于较厚或较低粘性的膜，液滴和膜的性质都影响回弹动力学，并且共同抑制临界膜厚度以上的回弹。对于低粘度液滴，这种依赖于基材的制度也有限制，其中膜的性质单独决定了排斥性的限制。
2022-11-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
On the role of variable surface viscosity in free viscous films
在不溶性表面活性剂存在下，研究了由两个自由表面限定的薄液膜的稳定性。所述表面活性剂不仅引起表面张力的梯度，而且还可使表面粘度作为其浓度的函数而显著变化。一组三个耦合的非线性演化方程推导出的膜的高度，浓度的表面活性剂，和水平的液体速度支配的自由膜的动态。合适的表面张力和表面粘度与表面活性剂的浓度的变化的唯象模型被纳入界面应力边界条件。线性稳定性分析揭示了各种无量纲参数的影响，特别是表面粘度和Marangoni效应对膜破裂的阻滞性质。表面活性剂浓度的“堵塞”极限的分析表明，$Γ_0^{(nl)}<3 \mathbb{D}/M$是系统不稳定的充分判据，其中$Γ_0^{(nl)}$是归一化的初始表面颗粒浓度，$\mathbb{D}$是分离压力数，$\textit{M}$是Marangoni数。非线性模拟表明，在破裂的膜配置文件也从定性上不同于那些在早期的研究中报道的，揭示了自由膜的干扰限制是非常稳定的，他们的自由表面的行为像不动的接口。此外，从我们的非线性模拟提取的自相似指数被用来解释在破裂附近的零和恒定的表面粘度之间的拓扑差异。
2019-02-28 physics.flu-dyn
Asymptotic regimes in elastohydrodynamic and stochastic leveling on a viscous film
在粘性流体中，弹性薄板在固体基底附近变形是与生物学、物理学和工程学中的各种动力学过程相关的情况。在这里，我们研究的松弛动力学的弹性板休息的薄粘性薄膜，支持由固体基板。通过结合尺度分析，数值模拟和实验，我们确定渐近制度的弹流调平的表面扰动的形式的凸块，当流动是由弹性弯曲的板或热波动。在这两种情况下，当凸块高度比预润湿粘性膜的厚度大得多或小得多时，识别出两种不同的状态。我们的分析揭示了一个明显的交叉之间的相似性指数的比值的扰动高度的膜的高度。
2019-11-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Electrohydrodynamic instabilities in freely suspended viscous films under normal electric fields
可以在各种微流体应用中利用流体-流体界面的电流体动力学不稳定性，以便增强混合、复制良好控制的图案或产生特定尺寸的液滴。在这项工作中，我们研究了在正常电场作用下两种不混溶流体的三个叠加层系统的稳定性和动力学。根据泰勒-梅尔彻漏电介质模型，本体保持电中性，而净电荷积累在界面上。界面电荷动力学被捕获的欧姆传导，对流和有限的电荷弛豫占守恒方程。使用这个模型，我们进行了线性稳定性分析，并确定不同的模式的不稳定性，我们的特征系统的行为作为一个功能的相关无量纲组在每个模式。此外，我们使用边界元法进行数值模拟，以研究非线性对长时间界面动力学的影响。我们演示了如何耦合的流动和表面电荷输运在不同模式的不稳定性可以引起非线性现象，如尖端流或捏成液滴的膜。
2021-06-25 physics.flu-dyn
Electromagnetically driven flow in unsupported electrolyte layers: lubrication theory and linear stability of annular flow
本研究针对垂直磁场中带双可变形自由表面的电解质薄层电磁流动问题，推导长波近似下的流体动力学方程，解析分析环形薄膜方位流的线性稳定性，揭示厚度、磁场、马兰戈尼效应及电压对流动稳定性的影响规律。
2023-10-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dynamics of levitation during rolling over a thin viscous film
本文构建薄粘性液膜上滚动车轮的流固耦合动力学模型，分析不同宽度车轮的悬浮特性与溢流、稳定滑流状态，对比实验验证了理论预测的准确性。
2025-11-16 physics.flu-dyn
Elastohydrodynamics of a pre-stretched finite elastic sheet lubricated by a thin viscous film with application to microfluidic soft actuators
薄粘性膜与弹性片的相互作用导致压力和变形的耦合，这可以在包括微流体、光学和软机器人在内的广泛应用中用作表面变形的致动机制。这样的配置的实现固有地发生在有限域上，并且通常需要片材的一些预拉伸。在强预拉伸和小变形的润滑弹性片的假设下，我们使用线性化的Reynolds和Foppl-von Karman方程推导出封闭形式的解析解，描述由于外力，占弯曲和拉伸效应在有限域中的变形。我们提供了一个封闭形式的解决方案的情况下，一个正方形的驱动区域，并提出了预拉伸变形的动态效果。我们进一步提出的依赖的变形幅度和时间尺度上的空间波数，以及拉伸和弯曲占主导地位的制度之间的过渡。我们还证明了空间离散化的强制（代表实际的驱动元件）的变形上可实现的分辨率的效果。将问题扩展到轴对称域，我们研究了Reynolds和Foppl-von Karman方程的非线性所产生的影响，并提出了变形行为，因为它变得与初始膜厚度相当，并依赖于诱导张力。这些结果为实现基于弹性流体动力学的微流体软驱动器奠定了理论基础。
2018-12-06 physics.flu-dyn
Viscous Taylor droplets in axisymmetric and planar tubes: from Bretherton's theory to empirical models
本研究的目的是推导出精确的模型，定量表征毛细管中非零粘度液滴的动态特性。特别是，我们提出了用于将液滴从管壁分离的均匀膜厚度的模型，用于液滴前部和后部曲率和压力跳跃的模型，以及用于在毛细管数范围内的液滴速度的模型，$Ca$，从$10^{-4}$到$1$和内部到外部粘度比，$λ$，从$0$，即气泡到高粘度液滴。在小毛细管数的限制下获得的理论渐近结果与在较大$Ca$下的精确数值模拟相结合。有了这些模型，我们可以计算液滴引起的压降。低毛细管数（$Ca<10^{-3}$）下的膜厚度与$λ<1$一样长的气泡的Bretherton标度一致。对于较大的粘度比，在$λ>10^3$饱和到比气泡的膜厚度大$2^{2/3}$倍的值之前，膜厚度单调增加。在较大的毛细管数下，膜厚度遵循Aussillous \& Quéré（2000）提出的气泡有理函数，其拟合系数取决于粘度比。该系数修改了在大毛细管数下膜厚度饱和的值。液滴的速度被发现是强烈依赖于毛细管数和粘度比。计算$Ca>10^{-3}$的压降时，液滴前后帽的法向粘性应力不可忽略。
2018-07-02 physics.flu-dyn
Ripples in Thin Films
粘性薄膜上的毛细波纹是涂层和润滑流动的重要特征。在这里，我们提出了基于数字全息显微镜的实验，测量毛细波纹的形态提前的粘性液滴传播的预润湿表面上的纳米级分辨率。我们的实验表明，在增加的传播速度，波纹的振幅首先增加，随后减小。在临界传播速度以上，波纹甚至完全消失，这种转变伴随着波纹波长的发散。这些意见定量解释使用线性波分析，超出通常的润滑近似，说明新的现象时出现的毛细管数成为为了统一。
2019-03-09 physics.flu-dyn
Capillary levelling of a cylindrical hole in a viscous film
利用原子力显微镜和基于薄膜理论和自相似性的定量分析标度参数研究了粘性聚苯乙烯薄膜中圆柱形孔的毛细整平。松弛的孔被证明是由两个不同的时间制度：早期制度的孔的相对侧不相互作用，和后期制度的孔填充。对于后者，自相似的渐近轮廓推导出解析，并显示出与实验数据非常吻合。最后，一个二元系统的两个孔在紧密的距离进行了研究，其中个别孔填补了在早期的时间和合并在较长的时间。
2014-01-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Stability and nonlinear dynamics of three-layer viscous films inside a vertical cylindrical tube
University of Alabama（阿拉巴马大学）
该研究针对垂直圆柱管内三层粘性液膜结构，通过线性和非线性分析及数值模拟，揭示其稳定性特性与独特的中间层破裂机制，为分层输运过程研究提供理论基础。
2026-08-21 physics.flu-dyn
Printing wet-on-wet: attraction and repulsion of drops on a viscous film
湿压湿印刷经常用于图形和工业应用的喷墨印刷中，其中基底可以在墨滴沉积之前涂覆有薄液膜。两个紧密放置在一起的液滴预计通过薄粘性膜的变形而相互作用，但是这些毛细相互作用的性质是未知的。在这里，我们表明，相互作用可以是吸引力或排斥力，这取决于两滴之间的距离。发现相互作用从吸引变为排斥的距离取决于膜的厚度，并且随着时间的推移而增加。我们揭示了起源的非单调的相互作用，这在于在薄膜上的液滴诱导的粘毛细波的外观。使用薄膜方程，我们确定的比例定律的波的传播，并证明，这支配的范围内观察到的相互作用。
2018-11-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Odd-viscosity induced surfactant-laden shear-imposed viscous film over a slippery incline
本研究针对含不溶性表面活性剂的光滑斜面降膜，建立Orr-Sommerfeld边值问题并数值求解，分析odd黏度、剪切、滑移等因素对Yih模、Marangoni模及剪切模稳定性的影响规律。
2023-05-04 physics.flu-dyn
Splashing velocity of a viscous liquid squeezed between two parallel disks
Aix-Marseille University（艾克斯-马赛大学）
针对现有挤压膜流体动力学理论高估粘性液体飞溅速度的问题，本文提出理论框架，通过考虑局部与对流惯性并引入动量平均喷射速度，实现了广泛参数范围内与实验的良好吻合。
2026-08-11 physics.flu-dyn
Bursting dynamics of viscous film without circular symmetry: the effect of confinement
我们实验研究了悬浮在空气中的受限液膜的破裂动力学，发现了一个明显不同于非受限对应的粘性动力学，由于在扩张孔的形状缺乏圆对称性：新的受限粘性破裂以恒定的速度进行，并在破裂尖端形成的边缘不增长。我们发现一个有限的粘性有限的惯性交叉，以及一个非有限的惯性有限的惯性交叉，爆破速度不会改变，虽然在孔形状的圆形对称动态打破。
2017-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A pinned or free-floating plate on a thin viscous film. Part 1: A rigid plate
考虑了一个位于粘性流体薄膜自由表面上的固定或自由浮动的刚性板，该粘性流体薄膜位于以恒定速度向右运动的水平基底的顶部。本工作的重点是描述如何竞争的基板，表面张力，粘度的速度的影响，以及在钉扎板的情况下，在其上游端的流体的水库中的规定的压力，确定可能的平衡位置的板，自由表面，和膜内的流动。目前的问题是感兴趣的，在自己的权利作为范例的一系列流体-结构相互作用的问题，其中粘度和表面张力都发挥了重要作用，并作为第一步的弹性效应的研究。
2014-09-03 physics.class-ph physics.flu-dyn
Thermal Capillary Wave Growth and Surface Roughening of Nanoscale Liquid Films
众所周知的热毛细波理论描述了液膜自由表面的毛细光谱，但没有揭示表面波的瞬态动力学，例如，光滑的表面变得粗糙的过程。在这里，朗之万模型提出，可以捕获这些动态，超越了长波范式，可以是不准确的，在纳米尺度，并验证使用分子动力学模拟的纳米级薄膜上的平面和圆柱形基板。我们表明，一个平面薄膜的表面粗糙化的标度关系存在和标度指数属于一个特定的普适类。平面膜的毛细管光谱被发现向静态光谱前进，与表面的粗糙度$W$增加作为一个幂律的时间$W\sim t^{1/8}$饱和之前。然而，由于Rayleigh-Plateau不稳定性，环形膜（具有外半径$h_0$）的光谱对于无量纲波数$qh_0<1$是无界的。
2021-03-01 physics.flu-dyn
Electric modification of mode competition in viscous films with insoluble surfactants on vertical fibers
School of Astronautics, Beihang University（航空航天大学，北京航空航天大学）；Aircraft and Propulsion Laboratory, Ningbo Institute of Technology, Beihang University（飞机与推进实验室，宁波理工学院，北京航空航天大学）
研究不溶性表面活性剂和径向电场对垂直纤维上粘性液体薄膜稳定性的耦合影响，通过推导简化模型和线性稳定性分析确定不稳定模式，揭示电场位置β对模式的不同影响及相关变化规律。
2026-07-21 physics.flu-dyn
Transient structures in rupturing thin-films: Marangoni-induced symmetry-breaking pattern formation in viscous fluids
在肥皂泡破裂前的几分钟内，可以观察到独特的和可重复的图案。这些准稳定的瞬态结构与复杂的Marangoni流的不稳定性在弯曲的薄膜上的表面活性剂溶液的存在下。在这里，我们报告了一个广义的Cahn-Hilliard-Swift-Hohenberg模型，该模型使用渐近理论描述了在弯曲表面负载薄膜中的准弹性条纹斑图形成和随之而来的粗化动力学。通过测试的理论对实验肥皂泡，我们发现定量协议与分析预测的成核和早期粗化阶段与图案。我们的研究结果提供了基本的物理理解，可用于（去）稳定薄膜在表面活性剂的存在下，并具有重要的影响，自然和工业环境，如生产薄的涂层膜，泡沫，乳液和喷雾剂。
2019-05-17 nlin.PS physics.flu-dyn
Stokes flow of an evolving fluid film with arbitrary shape and topology
针对演化流体膜在Stokes极限下任意形状与拓扑流动的难题，提出基于变分原理的无坐标微分几何离散模型，构建离散Rayleighian导出离散Stokes方程，实现稳定且保结构的变分积分器。
2025-01-14 physics.flu-dyn
On the origin of the hydraulic jump in a thin liquid film
一个多世纪以来，人们一直认为所有的水跃都是由于重力造成的。然而，我们发现薄膜水跃不是由重力引起的。本研究探讨薄膜水跃的起始。对于由射流在固体表面上的法向冲击产生的圆形跳跃，我们发现，当表面张力和粘性力平衡膜中的动量时，并且重力不起重要作用时，形成跳跃。实验表明，没有依赖于表面的方向和平衡的粘性力和表面张力的缩放关系崩溃的实验数据。薄膜平面跳跃在一个通道的实验也表明，占主导地位的平衡是与表面张力，虽然我们研究的膜的厚度重力也发挥了作用，在跳跃的形成。理论分析表明，下游运输的表面张力能量是以前被忽视的，在这些流量的关键成分，毛细波发挥的作用，重力波在传统的跳跃划分的过渡，从超临界到亚临界流与这些跳跃。
2017-12-12 physics.flu-dyn
Codimension-two points in annular electroconvection as a function of aspect ratio
我们严格推导出通用朗道振幅方程的第一性原理，描述了电力驱动对流的主要分歧。我们的模型准确地代表了实验系统：一个弱导电，亚微米厚的液晶膜悬浮在同心圆电极之间，并由其内外边缘之间的外加电压驱动。我们明确地计算了主导的立方非线性系数$g$，并系统地研究了其依赖于系统的几何和材料参数。半径比$α$量化膜的几何形状，而无量纲组${\cal P}$，类似于普朗特数，固定流体的电和粘性弛豫时间的比率。我们的计算表明，对于固定的$α$，$g$是${\cal P}$的递减函数，随着${\cal P}$变小，并且对于${\cal P} \gtrsim 1$几乎是常数。作为${\cal P} \to 0$、$g \to \infty$。我们发现$g$是$α$的一个非平凡的不连续函数。我们发现，不连续性发生在余维两个点，通过不同的$α$访问。
2004-11-10 cond-mat.soft nlin.PS physics.flu-dyn
Influence of a thin compressible insoluble liquid film on the eddy currents generated by interacting surface waves
最近在实验上观察到由相互作用的表面波产生涡流。该现象提供了操纵浸没在流体中的颗粒的可能性。分析表明，在自由表面情况下，由定常表面波产生的涡流的振幅不依赖于流体粘度。在流体表面被几乎不可压缩的薄液膜（即剪切弹性为零）覆盖的情况下，电流在参数上变得更大，与流体粘度的平方根成反比，所述薄液膜由不溶性试剂形成，与流体本体中的耗散相比具有可忽略的内部粘性损失。在这里，我们扩展了理论的薄不溶性膜的剪切弹性为零，剪切和扩张粘度的情况下，任意的弹性压缩模量。我们发现这两个贡献到拉格朗日运动的被动示踪剂，这是由欧拉垂直涡度和斯托克斯漂移平流。而斯托克斯漂移的贡献保持其值的自由表面的情况下外的一个薄的粘性子层，欧拉垂直涡强烈依赖于流体粘度在高值的膜压缩模量。斯托克斯漂移获得了很强的依赖于粘性子层内的流体粘度，然而，这种变化是由欧拉垂直涡量的相反变化补偿。结果，涡电流强度的垂直依赖性由两个衰减指数之和给出，其中两个衰减都是波数的量级。的减量是数值上不同的，所以欧拉的贡献成为主导在某些深度的表面膜与任何压缩模量。
2018-06-08 physics.flu-dyn
Capillary-driven flow induced by a stepped perturbation atop a viscous film
在润滑理论中，由毛细作用驱动的粘性薄液膜通过薄膜方程得到了很好的描述。在这篇文章中，我们提出了这个方程的一个特定的初始配置文件的解析解：阶梯扰动。这个初始条件允许线性化的问题，使其服从傅立叶分析。获得并表征溶液。对于热方程中的温度阶跃，证明了第一类完全演化的自相似性，并导出了过剩自由能的长期表达式。此外，流体动力场的描述。然后将该解决方案与来自模型系统的实验曲线进行比较：高于玻璃化转变温度的聚苯乙烯纳米台阶由于毛细作用而流动。良好的协议，使这种聚合物液体的毛细管速度的精确测量，而不涉及任何数值模拟。更一般地，由于这些结果适用于由毛细作用驱动的任何粘性系统，因此本解决方案可以在薄粘性膜的流体动力学中提供有用的工具。
2012-10-22 cond-mat.soft math-ph math.MP
Instability and rupture of sheared viscous liquid nanofilms
该研究数值模拟粘性纳米薄膜，发现热涨落触发破裂但不影响增长率，破裂时间可由线性稳定性分析预测；单向剪切可稳定扰动，但三维中仅变向剪切能抑制破裂。
2023-06-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Beyond Tanner's Law: Crossover between Spreading Regimes of a Viscous Droplet on an Identical Film
我们目前的结果，从相同的材料制备的薄膜上的聚合物微滴的流平。特别是，我们探讨了从无限小的薄膜（坦纳定律制度）上的液滴扩散到比液滴本身更厚的膜上的液滴流平的交叉。在这两种制度中，液滴的过量表面积朝向平坦液膜的平衡配置减小，但在时间上具有不同的幂律。此外，特征流平时间取决于分子性质、液滴的大小和底层膜的厚度。膜内的流动使得该系统与在固体表面上扩散的液滴根本不同。因此，我们开发了一个理论模型的基础上薄膜流体力学，定量描述了所观察到的两个平整制度之间的交叉。
2012-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Thermal Marangoni-driven Dynamics of Spinning Liquid Films
在旋转基底上旋涂粘性液体的薄膜是半导体微芯片制造的核心技术组成部分。间伐动态受多种物理过程的影响。具体地，温度梯度通过其对局部流体表面张力的影响来影响薄液体膜。我们在这里实验和数值计算表明，增加一个静态的温度梯度有一个显着的影响，在旋涂达到的平衡膜厚和高度分布。我们的研究结果表明，热梯度可以用来控制膜的高度轮廓动态。
2018-06-27 physics.flu-dyn
Viscous lubrication force between spherical bubbles with time-dependent radii
本文通过润滑理论研究了时变半径球形气泡间的粘性润滑力，揭示其弱对数奇异性，并结合Stokes流理论验证了结果的可靠性，为气浮过程中气泡排水时间和膨胀速率提供了理论依据。
2024-02-27 physics.flu-dyn
Symmetry consideration in the problem of wave modes of thin viscous liquid layer flow
本文研究了沿垂直平面流下的液膜上的非线性波的守恒型方程。我们发现，在沿横轴延伸的计算区域内，带有边界条件的方程在宇称变换下是不变的。数值结果表明，对于中等雷诺数的方程的稳态行波解具有检测对称性。它表明，使用这种对称性的数值解的问题的Galerkin方法显着提高了计算效率。
2015-04-11 physics.flu-dyn
Dynamics of circular arrangements of vorticity in two dimensions
两个同号涡的合并是一个研究得很好的问题，但在湍流中，我们经常会有两个以上的同号涡相互作用。我们研究了三个或三个以上相同的同向旋转涡的合并，最初安排在一个正多边形的顶点。在低到中等雷诺数，我们发现一个额外的阶段，在合并过程中，没有在合并的两个涡，在那里形成一个环形涡结构，是长寿的。因此，涡合并的速度大大减慢。在热带气旋的研究中，这种环形涡旋在雷诺数高得多的情况下是已知的，人们注意到它会预锻成单独的涡旋。在前环形阶段，粘性流中的旋涡结构在这里被发现以类似于无粘性情况下的方式倾斜和重新排列，但在后者中可见的明显的细丝在前者中几乎不存在。有趣的是，在更高的雷诺数，合并的奇数涡被发现进行非常不同的偶数。前一个过程是快速和混乱的，而后者通过配对事件进行得更慢。环形涡的形式是广义的Lamb-Oseen涡（GLO），并向内扩散，直到形成标准的Lamb-Oseen涡。对于较低的雷诺数，数值（完全非线性）的GLO涡的演变完全遵循的分析演变，直到合并。在较高的雷诺数，环经历的不稳定性，其非线性阶段表现出显着的差异，偶数和奇数模式的干扰。希望本研究结果，即多涡合并是定性的两个涡的合并不同，将激励研究如何多涡相互作用影响二维湍流中的逆叶栅。
2016-06-21 physics.flu-dyn
Critical Capillary Number of Interfacial Film Displacement in a Capillary Tube
研究了压力驱动下毛细管中非混相流体驱替流动中表面张力和润湿性在气液界面动力学中的作用。接触角和毛细管数驱动力润湿过程，该过程由毛细管力和粘性润滑力之间的平衡控制。通过理论分析和实验验证了临界毛细数与动态润湿条件的关系，表明临界毛细数与接触角、滑移长度和毛细半径有关。
2016-10-25 physics.flu-dyn
Elastocapillary Levelling of Thin Viscous Films on Soft Substrates
自由表面具有非零曲率的薄液膜自发流动以达到平坦配置，这一过程由拉普拉斯压力梯度驱动并受到液体粘度的抵抗。受最近软基底上液滴动力学研究进展的启发，我们在这里研究了由弹性基础支撑的粘性薄膜的松弛。实验涉及弹性体基板上的聚合物薄膜，其中使用原子力显微镜监测的液体-空气界面的动态。还提供了描述固-液和液-气界面的耦合演化的理论模型。在这种软调平构造中，拉普拉斯压力梯度不仅驱动流动，而且它们还在基底上引起弹性形变，这影响液体-空气界面本身的流动和形状。这个过程代表了弹性毛细现象的一个原始例子，它不是由接触线的存在介导的。我们讨论的影响的弹性贡献的调平动力学和显示偏离经典的自相似性和幂律观察到的刚性基板上的毛细管调平。
2017-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Self-healing Dynamics of Surfactant Coatings on Thin Viscous Films
我们研究了不溶性表面活性剂在薄粘性流体表面上向内扩散以填充无表面活性剂区域的动力学。在表面活性剂自我修复的初始阶段，马兰戈尼力驱动轴对称脊向内合并成一个不断增长的中心扩张;这与脊衰减的向外扩展不同。在后来的动力学中，膨胀缓慢衰减，表面活性剂浓度达到平衡。我们目前的结果，从实验中，我们同时测量表面活性剂的浓度（使用荧光标记的脂质）和流体的高度分布（通过激光轮廓仪）。我们比较的结果模拟的数学模型，使用我们的实验参数。对于表面活性剂浓度接近但低于临界单层浓度，我们观察到的高度分布之间的协议在数值模拟和实验，但表面活性剂分布的分歧。在较低浓度的实验中，表面活性剂扩散和马兰戈尼脊的形成不再存在，并且仍然存在持久的无脂质区域。这一观察结果没有被模拟捕获，对于均匀覆盖有利的应用具有不期望的影响。最后，我们探讨的效果的一般性，并发现，类似大小的膨胀产生独立的初始流体厚度，初始清洁区域的大小，和表面活性剂类型。
2014-02-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Capillary currents and viscous droplet spreading
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
研究粘性液滴在粗糙基底上的扩散行为，提出新的毛细流模型，解释了不同尺度液滴的扩散规律。
2026-01-31 physics.flu-dyn
Relaxation and Intermediate Asymptotics of a Rectangular Trench in a Viscous Film
由于毛细力的作用，具有非恒定曲率的薄液膜表面会发生弯曲。虽然这种整平是由局部曲率梯度驱动的，但全局边界条件极大地影响了动力学。在这里，我们研究的演变矩形沟槽在聚苯乙烯纳米薄膜。最初，当沟槽的两侧很好地分离时，由台阶高度给出的非对称边界条件控制动态。在这种情况下，进化是由两个互不影响的步骤的水平化引起的。随着台阶进一步加宽并开始相互作用，全局对称边界条件改变了调平动力学。我们报告的理论和实验之间的完全一致：毛细管驱动的流动和由此产生的时间依赖的高度分布，作为时间的函数的粘性能量耗散的幂律依赖的交叉沟演变过渡从两个相互作用的步骤;以及轮廓向普遍自我的收敛，由描述无量纲线性化薄膜方程的线性算子的格林函数给出的类似吸引子。
2013-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nonlinear periodic and solitary rolling waves in falling two-layer viscous liquid films
本文研究了雷诺数为非零时两层液膜中的二维非线性周期性孤立滚动波。在任何流速下，下降的两层液膜已知相对于液-气表面和液-液界面的长波变形是线性不稳定的。两种不同类型的零振幅中性稳定波传播下游没有增长或收缩：锯齿形的表面模式和变薄的静脉曲张界面模式。利用边界层简化的纳维-斯托克斯方程，我们研究了非线性周期行波的起始、可能的分叉和相互作用。周期波是从小振幅中性稳定波出发，在同向运动参考系中作为定常周期解延拓得到的。我们发现了各种孤立波出现时，一个周期性的解决方案接近同宿环。波的相互作用进行了研究，使用直接数值模拟的边界层模型。我们发现，在时间演化的早期阶段，粗化主要是由非弹性碰撞和合并的波，以不同的速度旅行。最终，当波达到最大允许振幅时，粗化被阻止。分叉分析证实了可能的孤立波振幅的上限的存在，从而解释逮捕粗化。在混合制度中，当两种模式类型是不稳定的，时间动态变得非常不规则，由于一个更快的旅行之字形模式和一个更慢的旅行静脉曲张模式之间的竞争。发现了典型的两层动力机制，对应于破裂的第二层。在这个R
2023-02-27 nlin.PS physics.flu-dyn
Numerical solutions of thin film equations for polymer flows
我们报告的数值实现薄膜方程描述毛细驱动的粘性薄膜的演变，在二维配置。在回顾了这些方程的一般形式和特征后，我们着重讨论了两种受实验启发的特殊情况：在聚合物膜的自由表面处的台阶的平整，以及在相同膜上的聚合物液滴的平整。在每种情况下，我们首先讨论了长期的自相似制度达到的数值解，然后将其与实验的配置文件进行比较。理论和实验之间的协议是优秀的，从而提供了一个通用的探针的粘性液体的纳米流变学的薄膜几何形状。
2013-08-21 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Unified description of viscous, viscoelastic, or elastic thin active films on substrates
本文通过粗粒化基于智能体的微观模型，建立覆盖粘性、粘弹性与弹性活性材料的统一连续介质框架，用于研究基底上薄活性膜的集体迁移转变，揭示弹性增强如何抑制持续定向运动并诱发旋转，为生物膜等复杂系统演化研究提供统一工具。
2025-07-07 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Inertial drag-out problem : sheets and films on a rotating disc
所谓的Landau-Levich-Deryaguin问题处理由移动固体表面夹带的薄粘性液体膜的涂层流动动力学。在这种情况下，我们使用一个简单的实验装置组成的部分浸没在液体罐中的旋转盘，研究惯性的作用，也曲率，液体夹带。使用水和UCON $^{\mbox{TM}}$的混合物，我们指出了一个丰富的现象在存在强惯性：喷射多个液体片上出现的光盘，片碎片，韧带的形成和雾化的液体通量夹带在光盘的边缘。我们集中我们的研究在一个单一的液体片和相关的平均液体流量夹带在一个薄盘为不同的深度-半径比$h/R < 1$。我们表明，液体片是通过弹道机制创建的，因为液体是由旋转盘提升出池。然后，我们表明，在夹带液膜的流速控制的粘性和表面张力的力量，尽管在经典的Landau-Levich-Deryaguin问题的三维，非均匀和不稳定的性质的流动，也尽管膜厚度的流动雷诺数的大值。当弗劳德和韦伯数的特征变得显着，强惯性效应的影响，在大的半径-浸入深度比，即通过夹带由光盘的侧壁和通过从3D液体片本身提取的流量的贡献，分别在光盘上的夹带液体通量。
2020-10-13 physics.flu-dyn
