Investigation of Multi-Stage Evaporation and Wave Multiplicity of Two-Phase Rotating Detonation Waves Fueled by Ethanol
本文通过欧拉-拉格朗日数值模拟研究了液态乙醇旋转爆轰发动机中液滴多阶段蒸发对爆轰波特性的影响，揭示了液滴尺寸和入口温度变化导致的不同波数工作模式及爆轰波熄灭与再生机制。
2023-09-20 physics.flu-dyn
Star-shaped Oscillations of Leidenfrost Drops
我们实验研究了Leidenfrost液滴的自持星形振荡。水滴漂浮在加热的曲面上的蒸发蒸汽垫上。我们观察到的模式与$n = 2-13$波瓣周围的下降周边。我们发现，振荡的波长只取决于毛细管长度的液体，是独立的滴半径和基板温度。然而，观察到的模式的数量依赖于液体粘度敏感。在蒸汽层中的压力变化的主频率是约两倍的下降振荡频率，与参数强迫机制一致。我们的研究结果表明，星形振荡驱动的毛细波的特征波长的下降，和波产生的大的剪切应力在液-气界面。
2016-09-16 physics.flu-dyn
Can a liquid drop on a substrate be in equilibrium with saturated vapor?
众所周知，在无限空间中，被平坦界面隔开的液体和饱和蒸汽处于平衡状态。同样，人们也会认为一个液滴在一个平面上，与周围的蒸汽处于平衡状态，但事实并非如此：正如这项工作所显示的，液滴蒸发了。在数学上，这一结论是使用扩散界面模型推导出来的，但它也可以根据最大熵原理重新表述，表明模型独立性。从物理上讲，液滴的蒸发是由于所谓的开尔文效应，在液相边界是凸形的所有情况下，开尔文效应都会产生液体到蒸汽的质量通量。
2021-09-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The triple Leidenfrost effect: preventing drops coalescence on a hot plate
我们报告的碰撞聚结动力学的滴在莱顿弗罗斯特状态使用不同的物理化学性质的液体。沉积在热凹面上的相同液体的液滴实际上在接触时聚结，但是当不同液体的液滴碰撞时，它们可以在最后聚结之前反弹几次，当蒸发更快的液滴达到毛细管长度的临界尺寸时。由于液滴不仅与基底处于莱顿弗罗斯特状态，而且在碰撞的瞬间它们之间还经历莱顿弗罗斯特效应，因此产生了弹跳动力学。这是由于它们的沸点不同，因此，较热的液滴作为较低沸点的液滴的热表面，同时产生莱顿弗罗斯特态的三个接触区。我们称这种情况为三重莱顿弗罗斯特效应。
2021-07-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Building micro-soccer-balls with evaporating colloidal fakir drops
蒸发驱动的粒子自组装可用于产生三维微结构。我们提出了一种新的方法来创建这些胶体微结构，其中我们可以控制颗粒的数量和它们的包装分数。为此，我们在一种特殊类型的超疏水微结构表面上蒸发胶体分散液滴，在整个蒸发过程中，液滴保持在Cassie-Baxter状态。液滴的微滴由大量的球形微球簇组成，直径从几十微米到几百微米不等。我们提出缩放参数，以显示这些球的最终颗粒包装分数取决于液滴蒸发的动态。
2012-03-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Autothermotaxis of volatile drops
本文研究了均匀加热基底上挥发性液滴因热马兰戈尼对流自发对称破缺而产生的自推进运动，并通过红外成像揭示界面流动模式，建立了运动速度与表观接触角的标度关系。
2023-06-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Evaporation of sessile drops on a heated superhydrophobic substrate
本文实验研究了加热超疏水铝基底上静止水滴的蒸发动力学，发现双液滴系统因蒸汽屏蔽效应蒸发更慢且寿命更长，并提出综合理论模型准确预测了不同温度和构型下的蒸发行为。
2025-07-01 physics.flu-dyn
Sessile drop evaporation in a gap -- crossover between diffusion-limited and phase transition-limited regime
本文针对狭窄间隙中挥发性固着液滴的蒸发问题，建立了梯度动力学形式的介观薄膜模型，并通过与直接数值模拟和实验对比，揭示了扩散限制与相变限制蒸发状态之间的过渡机制。
2022-06-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Surface declination governed asymmetric sessile droplet evaporation
本文报道了倾斜衬底上的液滴蒸发动力学。本文对不同衬底厚度、润湿性和温度下的液滴蒸发行为进行了全面的实验和理论分析。与基板decaderance固着液滴表现出扭曲的形状和蒸发在不同的速率相比，液滴在同一水平基板上，其特征在于更经常的蒸发制度的变化。在蒸发过程中，滑粘和跳粘模式是突出的。对于倾斜衬底上的液滴，蒸发通量也是不对称的，并且由初始接触角的不同决定。由于后接触线处的接触角较小，因此它是蒸发通量较高的区域。粒子图像测速仪显示了倾斜液滴内的内循环速度增加。蒸发通量的不对称性导致更高的温度梯度，这最终增强了蒸发通量最高的液滴后部附近的热Marangoni循环。采用一个模型对热Marangoni平流速度进行了预测，得到了较好的拟合。倾斜角和施加的热条件相互作用，并导致变形的蒸发动力学比液滴在水平加热表面。即使TL的微弱运动也会显著改变蒸发动力学，通过将液滴的形状从理想的椭圆形改变为几乎球冠，这最终降低了蒸发通量。液滴的寿命是通过修改非加热基板的可用模型来建模的，以考虑形状不对称性。目前的研究结果可能会对微尺度热流体动力学产生强烈的影响。
2020-06-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
On the role of water activity on the formation of a protein-rich coffee ring in an evaporating multicomponent drop
Carlos III University of Madrid（马德里卡洛斯三世大学）；Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas CSIC（西班牙国家生物技术中心，西班牙高等科学研究理事会）
研究揭示了水活性对蒸发过程中蛋白质环形成的影响，通过建立理论模型解释了局部溶质浓度与蒸发速率的反馈机制，为呼吸道滴液中病毒稳定性提供物理依据。
2026-03-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Pattern formation during the evaporation of a colloidal nanoliter drop: a numerical and experimental study
在固体表面上精确图案化颗粒的有效方法是分配和蒸发胶体液滴，如用于生物测定。干燥的沉积物通常表现出复杂的结构，例如咖啡环图案，其中大多数颗粒聚集在沉积物的周边。在这项工作中，沉积物的形成过程中的干燥纳升胶体液滴在平坦的基板上的数值和实验研究。有限元数值模型的开发，解决了纳维尔-斯托克斯，热和质量输运方程的拉格朗日框架。数值求解了大气中水汽的扩散，为液滴-空气界面处的蒸发通量提供了精确的边界条件。拉普拉斯应力和热Marangoni应力占。通过求解连续对流扩散方程来跟踪颗粒浓度。润湿线的运动和相互作用的自由表面的下降与不断增长的沉积物的润湿角的标准的基础上建模。蒸发时间和流场的数值计算结果与已发表的实验和理论结果非常吻合。我们还对载有聚苯乙烯微球的水滴和异丙醇滴分别在玻璃和聚二甲基硅氧烷基底上蒸发进行了瞬时可视化实验。测量的蒸发时间，沉积物的形状和尺寸，以及流场与数值计算结果非常吻合。不同的流动模式所造成的竞争马兰戈尼回路和径向流被示出，以确定存款的形状是一个环状图案或均匀的凸块。
2010-10-13 cond-mat.mes-hall physics.flu-dyn
Local evaporation flux of deformed liquid drops
液体分子在汽-液界面处从它们的液体本体逃逸到汽相是由蒸气扩散过程控制的，然而蒸气扩散过程几乎感觉不到该界面的宏观形状。在这里，由于重力和表面张力与各种界面轮廓变形的固着液滴是通过倾斜平面基板实现的。与水平衬底上具有对称帽的液滴相比，固着液滴几何形状的对称破缺导致不同的蒸发行为。而不是蒸汽扩散机制，热扩散制度在这里被定义为计算沿变形液滴界面的局部蒸发通量。局部热阻，其特征在于垂直于基板的液体层厚度，提出了与局部蒸发通量。我们发现，有和没有变形的液滴蒸发的最小通量在下降的顶点，而到一个最大的一个显着较大，但在接触线的有限值。与直觉相反，由于斜坡上的变形而偏离对称形状，令人惊讶地提高了总蒸发速率;并且接触角越小，提高越显著。倾斜度越大，整个蒸发过程越快，重力作用下的蒸发通量分布越不均匀。有趣的是，有了这个热通量的概念，可以想象接触线周围的固有热阻，这自然消除了蒸汽扩散模型中显示的蒸发通量的奇异性。详细的非均匀蒸发通量提出了控制具有工程应用的沉积物的自组装、微结构的方法，特别是在三维打印中，其中在斜坡上干燥是不可避免的。
2021-08-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
How to freeze drops with powder
本文档随附APS DFD 2012会议的流体动力学视频条目V83911。在本视频中，我们展示了如何使用疏水粉末“冻结”液滴振荡的实验。
2012-10-14 physics.flu-dyn
Computational modelling of gas-liquid-solid multiphase free surface flow with and without evaporation
本文提出改进的解析CFD-DEM框架和毛细力模型，以模拟有无蒸发条件下的气液固自由表面流动，并通过基准验证和液滴蒸发算例展示其准确性。
2023-07-18 physics.comp-ph physics.flu-dyn
How geometry determines the coalescence of low-viscosity drops
实验研究了水滴在基底上的聚并过程。我们关注的是连接两个液滴的桥的快速增长，它在接触后很快从表面张力和液体惯性的平衡中消失。对于接触角低于$90^\circ$的液滴，我们发现桥以高度$h\sim t^{2/3}$为特征的自相似动力学生长。相比之下，聚结的几何形状的变化显着的接触角在$90^\circ$，我们观察到$h\sim t^{1/2}$，就像自由悬浮的球形滴在惯性制度。我们提出了一个几何模型，定量捕捉过渡从2/3到1/2指数，并统一的惯性聚结固着液滴和自由悬浮液滴。
2013-07-29 physics.flu-dyn
How surfactants influence the drop size in sprays
喷雾是一种广泛使用的方法，用于产生破碎成具有一定尺寸分布的液滴的液体片。当喷射简单液体时，已知哪些实验参数决定液滴尺寸分布。然而，对于许多应用，添加表面活性剂，对液滴尺寸分布产生迄今未知的影响。使用两种通用类型的喷嘴，我们喷涂不同类型的水性表面活性剂的溶液，并测量喷雾的液滴尺寸分布。我们发现，表面活性剂溶液的分裂是类似的纯水，但结果在液滴平均较小。所得到的液滴尺寸分布可以很好地描述使用简单液体的预测，只要我们将平衡表面张力的参数替换为表面活性剂溶液在20 ms的表面年龄的动态表面张力，这是液体片的不稳定和破裂的特征时间。通过用平均液滴尺寸重新缩放它们，水和具有不同浓度的表面活性剂的喷雾的液滴尺寸分布都崩溃到单个曲线上，并且可以使用先前对于纯液体发现的复合Gamma函数来很好地描述。
2019-07-23 physics.flu-dyn
On the physics of fizzing: How bubble bursting controls droplets ejection
在自由表面上的气泡通常在喷出无数液滴时破裂。专注于气泡破裂射流，前奏这些气溶胶，我们提出了一个简单的缩放射流速度，我们解开实验气泡形状，毛细波，重力和液体性质的复杂角色。我们表明，液滴喷射意外地改变与液体性质。特别是利用粘性的阻尼作用，自相似坍缩可以避开毛细波纹，继续向奇异极限靠近，从而产生更快更小的液滴，为控制气泡气溶胶的破裂铺平了道路。
2014-10-20 physics.flu-dyn
The ejected volume and drop statistics by bubble bursting in a sessile drop
Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）
本研究通过数值模拟揭示了静止液滴中气泡破裂的喷射体积与液滴尺寸分布规律，发现邦德数影响喷射量，重力决定携带量，且模拟结果与实验在速度上高度吻合。
2026-10-06 physics.flu-dyn
Thermocapillary valve for droplet production and sorting
如果可以实现对液滴的形成和运输的主动控制，则液滴是用作微流体反应器的天然候选物。我们在这里表明，激光局部加热可以阻止水-油界面的运动，作为两相流的微流体阀。一个理论模型来解释由于热毛细流动作用在液滴上的力，预测一个有利于小型化的标度律。最后，我们展示了如何将激光强制应用于分选液滴，从而展示了它如何集成在复杂的液滴微流体系统中。
2006-11-17 physics.flu-dyn
The role of drop shape in impact and splash
液滴在固体基底上的碰撞和飞溅在许多重要领域中是普遍存在的。然而，以前的研究主要集中在球形液滴，而非球形的情况下，如雨滴，带电液滴，振荡液滴，并受到电磁场的影响，仍然在很大程度上未被探索。利用铁磁流体，我们实现了各种形状的液滴，并说明形状的影响和飞溅的基本作用。实验表明，不同的液滴形状会产生很大的差异，在蔓延动力学，飞溅开始，和飞溅量。然而，在所有这些变化的基础上，我们发现了各种液滴形状的通用机制：冲击动力学由超椭圆模型控制，飞溅起始由Kelvin-Helmholtz不稳定性触发，飞溅量由液体起飞前的能量耗散决定。我们的研究推广了球形几何之外的跌落冲击研究，并揭示了利用跌落形状控制冲击和飞溅的潜力。
2022-11-28 physics.flu-dyn
Deterioration of water evaporation by impurity accumulation at the liquid-vapor interface during nucleate boiling
针对水蒸发界面阻力的accommodation系数数据分散问题，本研究通过测量核态沸腾中微层厚度和加热器温度，发现界面杂质积累导致热阻线性增加，解释了系数分散性。
2025-08-25 physics.flu-dyn
How Surface Viscoelasticity Eliminates Satellite Drops
School of Astronautics, Beihang University（北京航空航天大学宇航学院）；Aircraft and Propulsion Laboratory, Ningbo Institute of Technology, Beihang University（北京航空航天大学宁波研究院飞机与推进实验室）
该研究发现少量牛血清白蛋白引入的表面粘弹性可通过稳定锚定液丝变细颈部消除卫星液滴，提出描述其自相似变细行为的标度律，为工业中消除卫星液滴提供新策略。
2026-08-31 physics.flu-dyn
How does gravity influence freezing dynamics of drops on a solid surface
水滴结冰是我们日常生活中常见的现象。在自然场景和工业生产中，不同的表面倾角会给冻结液滴带来不同的变形和冻结动力学。我们探讨冻结的悬垂和固着液滴在不同的键数制度。通过考虑液滴形态、冻结前沿动力学和冻结时间，分析了重力对液滴冻结过程的影响。结果表明，重力可以通过改变初始液滴的形状来显著影响液滴的冻结过程，从而分别导致悬垂液滴和固着液滴的扁平或伸长。我们发现，液滴的初始几何形状是最重要的参数，它完全控制液滴冻结。尽管在初始液滴形状的显着差异，一些显着的相似之处已被发现为悬垂和固着液滴在小和大的邦德数。冻结液滴的最终高度与其初始高度成线性比例。冰-液-气接触线的时间演化再现幂律$t^{0.5}$，但明显快于Stefan 1-D结冰锋传播。因此，冻结液滴的时间比Stefan模型预测的要快，并且发现它通过简单的幂律依赖于初始液滴高度和基底半径。
2022-10-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Spreading of a droplet impacting on a smooth flat surface: how liquid viscosity influences the maximum spreading time and spreading ratio
现有的能量平衡模型，估计最大液滴扩散，不足以捕捉从低到高韦伯和雷诺数和接触角的液滴扩散。这主要是由于粘性耗散项的简化定义和最大传播时间的不完整建模。在这项特殊的研究中，液滴在光滑的蓝宝石表面上的影响进行了研究，甘油浓度在0% -100%之间的七个，并使用高速摄影获得294个数据点。还测量流体特性，如密度、表面张力和粘度。根据作者的知识，我们首次将流体粘度纳入基于记录数据的最大扩展时间的建模中。我们还估计了能量平衡方程中粘性耗散项的特征速度。这些基于粘度的特征尺度有助于制定更全面的最大液滴扩散模型。由于这一改进，我们的模型成功地适合各种流体和表面的文献中的数据相比，现有的模型。
2022-03-29 physics.flu-dyn
How Spontaneous Electrowetting and Surface Charge affect Drop Motion
Max Planck Institute for Polymer Research（马克斯·普朗克聚合物研究所）；Institute for Nano- and Microfluidics, TU Darmstadt（达姆施塔特工业大学纳米与微流体研究所）；Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育与研究学院）；Indian Institute of Technology Delhi（德里印度理工学院）
研究通过低毛细数条件下滑动液滴发现，电荷分离导致自发电润湿和表面电荷效应，两者共同影响接触角，但最终在退行接触线处相互抵消，使接触角变化不显著。
2026-02-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Laser pulse-droplet interaction enables the deformation and fragmentation of droplet array
液滴-液滴相互作用普遍存在于从医学诊断到增强和优化液体喷射推进的各种应用中。我们采用了一种实验技术，激光脉冲与微米大小的液滴相互作用，并导致光学击穿。纳秒激光脉冲和孤立的球形液滴的协同作用被精确地控制和操纵，以影响液滴阵列的变形和破碎。我们阐明了如何液滴的安排的流体动力学响应（如液滴和冲击-液滴相互作用）可以调节和最佳形状的激光脉冲能量及其与液体目标的光密度的相互作用。揭示了一种新的蝴蝶型破碎，发现这导致阵列中的外部液滴的受控和有效的破碎。激光诱导击穿的时空特性决定了冲击波和中心液滴碎片如何影响外部液滴。在这项工作中采用的入射激光能量和脉冲宽度是不同的工业应用，如表面清洁，纳米光刻，微电子和医疗程序，如眼内显微手术的代表。
2021-06-28 physics.app-ph physics.flu-dyn
Analysis of Drop Collisions
本文围绕液滴合并与弹开的物理机制争议，梳理薄气膜影响液滴行为的研究进展，针对液滴正碰和液滴撞固体表面两类问题，分析传统流体力学描述的缺陷并介绍相关候选补充机制。
2023-12-12 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Maximum Velocity of a Liquid Metal Drop Driven by a Time-Dependent Electrocapillary Excitation
Universidad Carlos III de Madrid（马德里卡洛斯三世大学）；University of Twente（特温特大学）
本文提出了一种理论模型，用于研究液态金属滴在时间依赖电capillary激发下的瞬态响应，揭示了最佳频率对滴落速度的影响。
2026-10-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Order and Chaos: Collective Behavior of Crowded Drops in Microfluidic Systems
Sindy Tang是斯坦福大学机械工程系的助理教授。在这篇文章中，她描述了她的团队如何使用液滴微流体来识别可以提高生物塑料生成效率的细菌，以及这项工作如何激励他们研究进一步扩大液滴技术所需的物理和设计标准。
2018-01-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn q-bio.OT
