Mesoscopic simulation study of wall roughness effects in micro-channel flows of dense emulsions
我们研究了一种柔软的玻璃状材料的Poiffille流的堵塞点以上，在那里的材料流动像一个复杂的流体与赫歇尔- Bulkley流变学。微观塑性重排及其空间相关性的出现诱导协同性流动行为，其效果是显着的约束存在。借助格子玻尔兹曼数值模拟的局限性稠密乳液，我们探讨了几何粗糙度的作用，提供激活的塑性事件接近边界。我们还探测的空间配置的流动性场，一个连续的量，它可以与塑性事件的速率，从而使我们能够建立一个链接之间的介观塑性动力学堵塞的材料和宏观流动行为。
2014-11-30 cond-mat.soft
Domain and droplet sizes in emulsions stabilized by colloidal particles
颗粒稳定的乳液通常用于各种工业应用中。这些乳液可以以不同的形式存在，例如皮克林乳液或比杰尔乳液，其可以通过其不同的拓扑结构和流变性来区分。我们数值研究了两种流体混合物中稳定球形颗粒的体积分数和均匀润湿性的影响。为此，我们使用完善的三维格子玻尔兹曼方法，扩展到允许添加具有非中性润湿性质的胶体颗粒。我们得到的数据上的域的大小在乳液中使用的结构函数和Hoshen-Kopelman（HK）算法，并证明这两种方法有自己的（缺点）的优点。我们确认颗粒的浓度和稳定液滴的平均半径之间的逆依赖关系。此外，我们展示了从界面上分离的颗粒对乳液性质和域尺寸测量的影响。
2014-09-13 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Wetting boundary conditions for multicomponent pseudopotential lattice Boltzmann
边界条件的实现是对通过通道和复杂介质的流体流动进行建模的最具挑战性的部分之一。在这里，我们表明，现有的方法来处理与液体壁的相互作用，使用多组分格子玻尔兹曼是准确的，当壁与晶格的主轴对齐，但失败，否则。为了解决这个问题，我们扩展了以前开发的多相模型的策略。作为一个例子，我们研究了两个液滴在二维曲面上的聚并。这里提出的策略是特别相关的二元流动在复杂的几何形状。
2021-03-27 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Rheology of active polar emulsions: from linear to unidirectional and unviscid flow, and intermittent viscosity
用格子玻尔兹曼方法研究了由极性活性组分和各向同性被动流体组成的乳状液的流变行为。通过改变剪切速率和伸展活性（例如，在微管马达悬浮液中）。通过增加活动，第一个过渡发生从线性流政权自发的持续单向宏观尺度流，其次是另一个过渡到（低剪切）间歇性流政权与共存的状态，积极的，消极的，和消失的表观粘度，或（高剪切）对称剪切稀化制度。不同的行为可以解释在靠近墙壁的极化场的动力学。最大熵产生原理选择间歇状态中最可能的状态。
2019-09-25 cond-mat.soft
Mesoscopic lattice Boltzmann modeling of flowing soft systems
引入了一个多组分格子Boltzmann模型，该模型考虑了不同组分间的短程排斥作用和同类分子间的中短程吸引/排斥作用.这些复合相互作用之间的相互作用产生了丰富的配置动态的密度场，表现出许多功能的无序的液体分散体（微乳液）和软玻璃状材料，如长时间的松弛由于笼效应，异常增强粘度，老化的影响下，适度的剪切和流动超过临界剪切速率。
2008-07-28 cond-mat.soft
Detergency and its implications for oil emulsion sieving and separation
从水中分离石油碳氢化合物是减轻碳氢化合物对水生生态系统的灾难性影响的一个重要问题。解决海洋油水分离问题的一个合理方法是在表面活性剂的帮助下分散油，以最大限度地减少在水面形成大的浮油，并最大限度地增加油水界面面积。在这里，我们调查的基本润湿和运输行为的表面活性剂稳定的液滴和必要的流动条件进行筛分和分离这些稳定的乳液。我们表明，对于水溶性表面活性剂，这样的液滴是完全排斥的一系列材料（本质上水下超疏油）由于去污效果，因此，没有必要进行表面微/纳米纹理或化学处理，以排斥油，防止污染的过滤器。然后，我们模拟和实验研究了乳液流速对刚性网格上的这种液滴的运输和冲击行为的影响，以确定过滤具有给定直径（d）的液滴所需的最小孔隙开口（w），以使网格上的压降最小化，从而使过滤效率最大化，这强烈依赖于w。我们定义了一系列的流动条件和液滴尺寸，其中最小的液滴变形是预期的，因此发现的条件是足够的有效分离。有了这种新的理解，我们证明了使用市售的过滤器-没有任何额外的表面工程或功能化-从表面活性剂稳定的乳液中分离油滴，其通量为11，000 L m $^{-2}$ hr $^{-1}$ bar $^{-1}$。我们相信这些发现可以为未来油分离材料的设计提供信息。
2017-06-02 cond-mat.soft
Contact angles in the pseudopotential lattice Boltzmann modeling of wetting
在本文中，我们的目标是调查的实施接触角的赝势格子玻尔兹曼模型的润湿在一个大的密度比。赝势格子Boltzmann模型[X. Shan和H. Chen，Phys.Rev.E49，2941（1994）]是用于模拟多相流和界面动力学的流行的介观模型。在该模型中，接触角通常通过流体-固体相互作用来实现。对两种广泛应用的流固相互作用：基于密度的相互作用和基于赝势的相互作用，以及本文提出的一种改进的基于赝势的相互作用进行了数值研究，并在可实现的接触角、最大和最小密度以及寄生电流方面进行了比较。结果表明，赝势相互作用能很好地模拟小的静态（液体）接触角，但不能再现接近180度的静态接触角。与此同时，与其他两种流固相互作用相比，改进的赝势相互作用在最大密度和最小密度方面表现更好，更适合于模拟大接触角的流固相互作用.此外，当流固相互作用力的引入时，寄生电流被放大。增加汽液相之间的运动粘度比被证明是能够减少由流体-固体相互作用引起的寄生电流。
2014-10-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Influence of particle composition and thermal cycling on bijel formation
具有适当润湿性质的胶体颗粒可以非常强烈地被捕获在两种不混溶流体之间的界面处。我们利用这种现象创造了一类新的软材料，具有有趣和潜在的有用特性。该材料被称为bijel：双连续界面堵塞的乳液凝胶。它是一种具有流体双连续域的胶体稳定乳液。创造这些凝胶的潜力首先是使用计算机模拟预测的。在实验中，我们使用水和2，6-二甲基吡啶的混合物，其组成使系统在变暖时经历临界分层过渡。当系统处于单流体相时，具有适当表面化学性质的胶态二氧化硅被分散;然后将复合样品缓慢加热至远超过临界温度。液相通过亚稳分解分离，并且颗粒在新产生的界面上被清扫。随着畴变粗，界面面积减小，颗粒最终变得堵塞在一起。所得到的结构具有显著的屈服应力，并且在许多个月内是稳定的。在这里，我们开始探索水-二甲基吡啶混合物中荧光标记的二氧化硅表面的复杂润湿特性，展示如何调整它们以允许bijel创建。此外，我们演示了如何粒子的属性随时间的变化，而他们浸泡在溶剂中。
2008-12-19 cond-mat.soft
Microswimmers create bicontinuous emulsions in binary fluids
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；EMBL Barcelona（欧洲分子生物学实验室巴塞罗那分部）；Barcelona Collaboratorium for Modelling and Predictive Biology（巴塞罗那建模与预测生物合作组织）；Univ. Bordeaux（波尔多大学）
通过流体动力学模拟，发现中性润湿的微游泳者通过源偶极（自推进）和力偶极（主动混合）的双重机制，将相分离的二元流体自发乳化为动态双连续泡沫状结构。
2026-06-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Theories of Binary Fluid Mixtures: From Phase-Separation Kinetics to Active Emulsions
二元流体混合物是微观结构和流动强耦合的复杂流体的例子。对于简单流体对，微观结构由液滴或双连续分层域组成，物理学由这些域之间的界面控制。在连续介质水平，该结构被定义为一个组成场，其梯度是陡峭的界面附近驱动其扩散电流。这些梯度还引起可驱动流体流动的热力学应力。流体流动反过来平流成分场，而热噪声产生额外的随机通量，使系统探索其配置空间，并向玻尔兹曼分布移动。本文介绍了二元流体的连续介质模型，首先介绍了相分离的热力学和动力学，以及乳状液的稳定性。然后，我们解决的情况下，其中一个流体组件具有各向异性的结构，在介观尺度上创建双极性（或极性）液晶秩序，这可以通过一个额外的张量（或矢量）序参量字段来描述。最后，我们概述了当前研究的一个蓬勃发展的领域，即活性乳液，其中一个二元组分由不断将化学能转化为机械功的活性或合成材料组成。
2018-06-04 cond-mat.soft
Stochastic Rotation Dynamics simulations of wetting multi-phase flows
多色随机旋转动力学（SRDmc）是由Inoue等人提出的一种基于粒子的模拟方法，用于研究非润湿微通道中乳液液滴的流动。在这项工作中，我们扩展了多色方法，也考虑到不同的润湿条件。这是通过将颜色信息不仅分配给流体粒子，而且分配给虚拟壁粒子来实现的，虚拟壁粒子是强制执行适当的无滑移边界条件所需的。为了将原始SRDmc算法的范围扩展到例如具有粘度对比的不混溶两相流，我们实施角动量守恒方案（SRDmc+）。我们进行了广泛的基准模拟表明，单相SRDmc流体表现出相同的标准SRD流体和SRDmc流体适用于广泛的不混溶两相流的散装性能。为了量化SRDmc+流体与壁接触的粘附性，我们测量了机械平衡中固着液滴的表观接触角。为了进一步验证我们的润湿性实现，我们比较从润湿条纹的液体膜的去湿化学结构化表面上的界面形态的实验和数值研究。
2016-01-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anisotropic wetting and de-wetting of drops on substrates patterned with polygonal posts
我们目前的结果显示如何水滴，喷墨印刷，传播与钻石或三角形的职位晶格图案的表面上。考虑到柱宽度通常约为7 m，晶格间距在15-40 m之间，我们观察到具有3、4和6重对称性的液滴形状，这取决于晶格的对称性和柱的形状。这是界面钉扎和脱钉的不同机制的结果，其取决于相对于柱形状的接触线运动的方向。格子玻尔兹曼模拟被用来详细描述这些机制的三角柱。我们还跟踪了液滴蒸发时接触线的运动，这表明它们往往会恢复到原来的形状。为了解释这一点，我们表明，移动的容易方向是相同的蔓延和干燥的下降。我们比较了小液滴的行为与在同一位置喷射几滴所产生的较大液滴的行为。我们发现，接触线的运动是出乎意料的不敏感的液滴体积，甚至当一个球形帽的流体形成以上的职位。这些发现与微流体应用和喷墨打印中液滴形状的控制有关。
2012-10-23 cond-mat.soft
Lattice Boltzmann Methods and Active Fluids
我们回顾了活跃的流体，特别注意流体动力学连续模型和格子玻尔兹曼方法（LBM）在这一领域的使用的艺术状态。我们提出的热力学的活性流体，在液晶建模适合于描述大规模组织的活性系统，以及其他有效的唯象模型。我们讨论如何LBM可以实现解决流体动力学的活性物质，从一个简单的流体的情况下，我们明确恢复连续方程的Chapman-Enskog扩展。超越这个简单的情况下，我们总结了如何LBM可以用来处理复杂的和活跃的流体。然后，我们回顾了最近的事态发展有关的一些相关主题的活性物质，已经通过LBM研究：自发流动，自推进液滴，活性乳液，流变学，主动湍流，和活性胶体。
2019-10-04 cond-mat.soft
Wetting on Nanorough Surfaces
在这封信中，我们提出了一个自由能的方法来纳米结构表面附近的流体动力学。该模型既考虑了表面附近的静态相平衡（润湿角，Cassie-Wenzel转变），也考虑了边界处的动态性质，如液体滑移。这种方法弥合了唯象相场方法和更宏观的格子玻尔兹曼模型之间的差距。
2009-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.class-ph
Ternary free-energy entropic lattice Boltzmann model with high density ratio
提出了一个密度比为$O(10^3)$阶的三元流体流动的严格自由能模型，并采用熵格子Boltzmann格式实现。该模型是物理上一致的，并允许一个广泛的表面张力比，覆盖部分润湿状态，其中形成诺依曼三角形，和完全润湿状态，其中观察到的流体成分之一的完全封装。我们进一步证明，我们可以捕获的反弹，粘附和插入制度的二元碰撞不混溶的液滴悬浮在空气中。我们的方法开辟了涉及一种气体和几种液体组分的多相流应用的广阔范围。
2018-05-11 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann simulations of anisotropic particles at liquid interfaces
复杂胶体流体，例如由复杂形状颗粒稳定的乳液，在许多工业应用中起着重要作用。然而，了解它们的物理学需要在足够大的长度尺度上进行研究，同时仍然解决大量粒子和局部流体力学的微观结构。由于其高度的局部性，格子玻尔兹曼方法，当结合分子动力学求解器和现代超级计算机上并行化，提供了一个工具，允许这样的研究。尽管如此，在数十万个核心上运行模拟并不是小事。我们报告我们的实际经验时，采用大部分的IBM蓝色基因/P系统为我们的模拟。然后，我们扩展我们的模型，在多组分流的各向异性椭球体对象渲染的形状，例如粘土颗粒的球形颗粒。该模型被应用到一些测试情况下，包括在流体界面处的单个颗粒的吸附和皮克林乳液或bijels的形成和稳定。
2012-03-27 cond-mat.soft cs.DC physics.flu-dyn
Bijels Containing Magnetic Particles: A Simulation Study
双连续的、界面堵塞的乳化凝胶（bijels）代表一类软固体材料，其中两种不混溶流体的互穿域通过界面胶体单层稳定。这种结构可以通过从最初的单相胶体悬浮液中捕获的旋节分解来形成。在这里，我们探讨晶格玻尔兹曼模拟使用磁性胶体在Bijels的可能影响。这可以允许在形成期间或之后通过施加磁场或场梯度来对结构进行附加控制。这些影响对于基于常规铁磁流体中使用的磁性纳米颗粒的典型参数来说是适度的，尽管显著更大的颗粒在这里可能是合适的。场梯度效应，这是累积在一个样品，然后可以允许一个路线，为控制崩溃的bijels，因为他们做的颗粒稳定的液滴乳液。
2011-01-17 cond-mat.soft
Lattice Boltzmann simulations for soft flowing matter
本文综述了格子玻尔兹曼方法中用于处理近接触超分子相互作用的粗粒化模型，并展示了其在软流动晶体、稠密乳液、层级乳液、软颗粒流及活性液滴迁移等软流动物质问题中的应用。
2024-11-22 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Mesoscale Structures at Complex Fluid-Fluid Interfaces: a Novel Lattice Boltzmann / Molecular Dynamics Coupling
具有吸附颗粒的介观结构的复杂流体-流体界面是新设计材料的关键组成部分，其不断丰富软物质领域。模拟工具，能够应付这些系统的不同尺度的特点是有效的理论研究的基本要求。在本文中，我们提出了一种新的模拟方法，Ahlrichs和Dünweg的方法的基础上[Ahlrichs和Dünweg，Int. J. Mod. Phys. C，1998，9，1429]，耦合的“山陈”多组分格子玻尔兹曼技术的非格子分子动力学，以有效地模拟复杂的流体-流体界面。我们演示了如何使用这种方法来研究广泛的一类具有挑战性的问题。给出了几个例子，与重音双连续相的形成在磁流体溶液和铁磁流体乳液。我们还表明，溶剂化自由能在粒子-流体相互作用中的引入揭示了隐藏的，多尺度性质的粒子-流体耦合，允许对称地（和可互换地）处理系统的晶格和晶格外的组件。
2014-02-19 cond-mat.soft
Investigating the source of hysteresis in the Soil-Water Characteristic Curve using the multiphase lattice Boltzmann method
本文利用多相格子玻尔兹曼方法进行孔隙尺度模拟，排除了空气截留、接触角滞后等已知因素后仍观察到SWCC滞后，并通过对比润湿和干燥过程中液气相分布，揭示了滞后源于孔隙填充与排空时弯月面曲率半径的系统性差异。
2022-04-14 cond-mat.soft physics.geo-ph
Dynamics and wetting behavior of soft particles at a fluid-fluid interface
我们调查的构象，位置和动力学的核-壳纳米粒子（CSNPs）组成的二氧化硅核心封装在一个交联的聚-N-异丙基丙烯酰胺壳在水-油界面的系统范围内的核心尺寸和壳厚度。我们首先提出了一个自由能模型，我们用来预测CSNP润湿行为在界面上作为其在体相中的几何和组成特性的函数，这给出了很好的协议与我们的实验数据。值得注意的是，在知识的聚合物壳的可变形性，平衡颗粒相对于界面平面的位置，一个经常难以捉摸的实验量，可以通过测量其吸附后的径向尺寸提取。对于这里研究的所有系统，界面尺寸总是大于散装和颗粒核心驻留在一个配置，其中它只是接触界面或完全浸入水中。此外，拉伸壳在界面处引起较大的粘性阻力，这似乎仅取决于界面尺寸，而与暴露于两种流体的CSNP表面的部分无关。我们的研究结果表明，定制CSNPs的结构可以用来控制它们在界面处的性质，如对包括乳液稳定和纳米图案化的应用感兴趣。
2018-09-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Ternary Free Energy Lattice Boltzmann Model with Tunable Surface Tensions and Contact Angles
提出了一个新的三元自由能格子Boltzmann模型。我们的模型的显着特点是，我们能够解析推导出并独立地改变所有的流体-流体表面张力和固体表面接触角。我们进行了一些基准测试：（i）双重乳液和液体透镜，以验证的表面张力，（ii）三元流体接触的一个正方形井比较的接触角对分析预测，和（iii）三元相分离，以验证多组分流体动力学是准确捕获。此外，我们还描述了如何在这里提出的模型可以扩展到包括任意数量的流体成分。
2016-02-19 cond-mat.soft physics.comp-ph
Detachment Energies of Spheroidal Particles from Fluid-Fluid Interfaces
从流体-流体界面分离单个颗粒所需的能量是设计某些软材料的重要参数，例如，由胶体颗粒稳定的乳液、设计用于靶向药物递送的胶体体和由吸附在界面处的磁性颗粒组成的生物传感器。对于固定的颗粒体积，长球形和扁球形更强地附着到界面，因为它们具有更大的颗粒界面面积。计算球状体的脱离能需要困难的颗粒-液体表面张力的测量，与球体相反，其中接触角就足够了。我们开发了一个简化的脱离能量模型的球体，它只依赖于颗粒的纵横比和流体-流体界面上方的颗粒质心的高度。我们使用格子玻尔兹曼模拟来验证模型，并提供定量的证据表明，该方法可以应用于模拟粒子稳定的乳液，并强调这种验证的实验意义。
2014-10-28 cond-mat.soft
Ludwig: A parallel Lattice-Boltzmann code for complex fluids
本文介绍了'Ludwig'，一个通用的代码模拟的格子玻尔兹曼（LB）模型在3-D立方晶格。事实上，“路德维希”不是一个单一的代码，而是一组共享某些公共例程的代码，例如I/O和通信。如果“Ludwig”按预期使用，具有不同平衡自由能的各种复杂流体模型易于编码，因此用户可以专注于问题的物理学，而不是并行计算问题。到目前为止，“路德维希”的主要应用是对称的二元流体混合物。我们首先解释的哲学和结构的“路德维希”，这被认为是一个非常有效的方式开发大型代码的学术财团。接下来，我们详细介绍了一些并行实现的问题，如并行I/O，并使用MPI来实现MPP和SMP系统上的完全可移植性和良好的效率。最后，我们描述了如何实现通用的固体边界，并详细研究了固体壁附近的对称二元流体混合物的特殊情况。我们提出了一种新的计划，在静态和移动固体边界的存在下，润湿现象的一致性模拟，并检查其性能。
2000-08-18 cond-mat.soft
Electrostatic interaction of particles trapped at fluid interfaces: Effects of geometry and wetting properties
本文从理论上研究了小颗粒间分离情况下，被困在流体界面上的球形或宏观上长的平行圆柱形胶体之间的静电相互作用。从两个平面壁之间的有效相互作用，并通过使用Derjaguin近似，我们解决的问题是如何影响这些颗粒之间的静电相互作用的曲率和润湿接触角在其表面。关于曲率的影响，我们的研究结果表明，线性和非线性泊松-玻尔兹曼理论之间的差异，这已经注意到之前的平面壁，也发生在球体和宏观上长，平行的圆柱体，虽然它们的大小取决于润湿接触角。关于润湿接触角的影响$θ$简单的关系，得到相同大小的颗粒，这表明颗粒间的力变化显着与$θ$仅在一个区间内左右$90^\circ$。这个时间间隔取决于流体的德拜长度和粒子的大小，但不取决于它们的形状。对于尺寸不等的颗粒，颗粒间力随润湿接触角的变化关系更为复杂。
2018-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Parallelised Hoshen-Kopelman algorithm for lattice-Boltzmann simulations
我们讨论了两个主题，我们遇到了在我们的格子玻尔兹曼模拟复杂的流体：液滴的大小在颗粒稳定的乳液和流体流动中的可变形颗粒。这些看似不同的主题的共同点是，它们都代表了Hoshen-Kopelman算法的新应用的机会。该算法基于检测网格上的连接簇并标记所涉及的网格站点，使得所有连接的站点共享相同的标签。晶格存在的假设使其成为与晶格玻尔兹曼模拟结合使用的方便算法。为了在大规模并行仿真期间动态应用该算法，它也需要并行化。我们提出了我们的并行实现，这是专门为一个共同的并行化计划的格子玻尔兹曼方法，并比较它与以前的工作。然后，我们简要地讨论了一些例子，使用这个过程所获得的结果。
2014-11-03 cond-mat.soft physics.comp-ph
Lattice Boltzmann simulations of contact line motion in a liquid-gas system
我们使用格子玻尔兹曼算法的液-气共存的研究两个剪切壁之间的液滴的稳态界面轮廓。该算法求解系统的流体动力学运动方程。部分润湿的墙壁上实施同意卡恩理论。这使我们能够研究导致三相接触线运动的过程。我们确认，该公司是一个功能的毛细管数和有限尺寸的分析表明，出现了一个动态的接触角，它可以被定义在一个区域中的界面曲率趋于零。
2002-03-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Electric double layer structure close to the three-phase contact line in an electrolyte wetting a solid substrate
通过考虑楔形几何中的线性化Poisson-Boltzmann方程，近似了靠近三相接触线附近的固体基底的电解质中的双电层结构。的数学方法补充了文献中报道的半解析解，通过提供容易获得的特性信息的双层结构。特别是，该模型包含一个长度尺度，该尺度量化了从流体-流体界面到该边界影响双电层的距离。分析是基于对等位线的近似。在一个显著的接触角范围内，模型预测和数值结果之间达到了很好的一致性。量化流体-流体界面的影响的长度尺度与德拜长度成比例并且取决于壁接触角。结果表明，当接触角接近90°时，边界影响的范围有限。
2012-08-31 cond-mat.soft physics.class-ph
Contact Angle Measurement in Lattice Boltzmann Method
接触角是润湿、毛细作用和移动接触线的基本特征;然而，尽管接触角现象被有效地模拟，但在计算流体动力学中，特别是在动态环境中，接触角的精确和实时测量还没有得到很好的研究。在这里，我们设计了一个基于几何的介观方案，在现场测量格子玻尔兹曼方法中的接触角。在不考虑重力影响的情况下，计算结果与球冠法的基准值吻合得很好。通过模拟光滑固体表面上的固着液滴和悬垂液滴以及化学非均匀表面上的接触角滞后，在重力环境中进一步验证了该方案的质量。该方案简单、高效，只需要本地数据。该方法不依赖于多相模型，可以很容易地扩展到三维动态接触角测量。
2018-01-22 cond-mat.soft physics.comp-ph
Arrest of Fluid Demixing by Nanoparticles: A Computer Simulation Study
我们使用格子玻尔兹曼模拟研究逮捕结构的形成后，含有中性润湿胶体颗粒的二元溶剂分层。以前的模拟对称流体淬灭指出，形成的“bijels”：双连续的界面堵塞乳液凝胶。当在流体-流体界面处形成颗粒的玻璃状单层时，应该产生这些，阻止进一步的分层，并使结构硬化。实验工作已经广泛地证实了这种情况下，但也表明，bijels也可以形成体积不对称淬火。在这里，我们提出了新的模拟结果，这样的淬灭，比较这些对称的情况下，并找到一个交叉到一个被捕的液滴相在强不对称性。然后，我们作出广泛的新的分析后逮捕动力学在我们的模拟Bijel和液滴结构，在时间尺度上可比的胶体运动的布朗时间。我们的研究结果表明，在这些中间的时间尺度上，从流体-流体界面喷射粒子的有效激活屏障比平坦界面上的孤立粒子的相应屏障小至少两个数量级。
2008-04-02 cond-mat.soft
Lattice Boltzmann models for non-ideal fluids with arrested phase-separation
研究了格子Boltzmann模型中的中程斥力对单组分非理想流体的聚结/分裂行为的影响。据发现，中程排斥相互作用允许形成喷雾状，多液滴配置，液滴大小直接相关的排斥相互作用的强度。模拟表明，仅仅百分之十的中程排斥赝能就可以将相分离流体的表面/体积比提高近两个数量级。利用一个正式的类比与磁性伊辛系统，一个赝势能的定义，这是发现表现得像一个准守恒量的大部分时间的演变。这提供了一个有用的定量指标的稳定性的各种配置，从而帮助他们的解释和分类的任务。本方法似乎是一个很有前途的工具，复杂的流动现象，如雾化，喷雾形成和微乳液，破碎现象，并可能玻璃状系统以及计算建模。
2010-08-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The Diffuse Solid Method for Wetting and Multiphase Fluid Simulations in Complex Geometries
本文提出一种通用且准确的扩散固体方法，利用N+1分量相场模型结合相场能量最小化与格子玻尔兹曼方法，免除了复杂的润湿边界条件处理，实现了复杂几何中多相流体与纹理固体表面相互作用的简便计算研究。
2025-04-28 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Molecular insight on ultra-confined ionic transport in wetting films: the key role of friction
Université libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Institut Lumière Matière（里昂第一大学，法国国家科学研究中心，光与物质研究所）
研究通过分子动力学模拟揭示水膜中离子传输机制，发现离子吸附在水-硅界面产生摩擦力，显著增加流体粘度，为纳米尺度流体动力学提供新见解。
2026-03-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Measuring the effective stress parameter using the multiphase lattice Boltzmann method and investigating the source of its hysteresis
本文利用多相格子玻尔兹曼方法在孔隙尺度模拟非饱和土，提出基于吸力和表面张力的有效应力参数测量算法，揭示其随饱和度的变化规律及滞回成因。
2024-12-31 cond-mat.soft
Lattice Boltzmann modeling of two-phase flow in macroporous media with application to porous asphalt
多孔沥青（PA）是一种开级配多孔材料，孔隙率为20%，可快速排水，改善驾驶和声学条件。然而，高孔隙率导致与水的显著接触，从而导致较短的预期寿命。为了提高PA的耐久性和性能，必须了解水的分布及其停留时间，这需要捕获各种多相现象。出于这些原因，进行了数值研究，详细分析在PA中发挥作用的流体传输机制，对估计PA的纳米至毫米级的孔结构内的液体分布。在这项研究中，LBM用于复杂多孔区域中的多相流的详细分析。本文发展了一种多相单组分LBM方法，并采用并行计算的方法，对多孔介质中和表面上的不同相分离现象进行了数值模拟。LBM用拉普拉斯定律和动态毛细管侵入测试进行验证，然后用解析解、不同的接触角、管形状和尺寸验证毛细管吸收模拟。本文研究了方管和三角管中的孔弯月面和角部弧弯月面。为了解决雨滴在PA表面上的行为，径流，润湿，钉扎和蒸发的单滴考虑的接触角的变化，表面润湿不均匀性和结构的影响。最后，重力驱动排水在PA研究与LBM根据时间演变的水分分布与实验数据进行比较，显示出良好的协议。这项研究可以更好地了解发生在复杂的多孔介质，即PA，在孔隙尺度上在饱和和不饱和状态下的各种多相流现象，提供信息，提高PA的耐久性和性能。
2018-04-06 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann simulation of the surface growth effects for the infiltration of molten Si in carbon preforms
将熔融硅渗透到碳预制件中是工业中广泛采用的技术，以提高最终陶瓷产品的热性能和机械性能。对这种现象的正确理解是相当具有挑战性的，因为它源于流体流动之间的相互作用和反应，过渡到润湿，质量传输，沉淀，表面生长以及传热。因此，对此类问题的详尽建模是一项复杂的任务。考虑到表面反应和随后的表面生长，在等温制度下进行二维毛细渗透的格子玻尔兹曼模拟。准确地说，对于一个单一的毛细管在线性Washburn制度，特别注意的是延迟的渗透过程中引起的增厚的表面后面的接触线的入侵前线。有趣的是，事实证明，导致孔隙闭合的表面生长过程在一定程度上取决于渗透速度。我们的结论是，多孔矩阵与直和宽的途径代表浸渍的最佳情况。我们的分析还包括表征渗透过程的半径之间的比较（即，最小、水力、平均和有效半径）。
2013-09-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
A Lattice Boltzmann study of flow along patterned surfaces and through channels with alternating slip length
在微流体中，以局部滑移长度表示的不同润湿性质可用于影响液体通过装置的流动。我们研究流动过去的表面上的滑移长度调制条纹。我们发现，这种流动的有效滑动长度可以表示为条纹上各个滑动长度的函数。的角度依赖性的有效滑移是在最近的理论描述的滑移长度作为一个张量非常一致。这种张量性质允许诱导横向流动，其可用于微混合器中以驱动涡流。在我们模拟通过具有图案化表面的方形通道的流动时，我们看到围绕流动方向的均匀旋转。我们调查的影响图案的余弦形变化的局部滑移的流场取决于图案的方向，并找到最大的有效滑移长度的条纹平行于流动方向的周期。
2009-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Surface growth effects on reactive capillary-driven flow: Lattice Boltzmann investigation
沃什伯恩定律对陶瓷一直起着至关重要的作用。在微观尺度上，表面力取代体积力，窄间隙中的自发渗透现象变得特别相关。应用格子玻尔兹曼方法，以确定的作用，表面反应和随后的变形的一个单一的毛细管在2D的线性Washburn行为。提出的调查的动机熔融硅到碳预制件的反应渗透的问题。这是一种复杂的现象，由流体流动、润湿过渡、表面生长和传热之间的相互作用引起。此外，其特征在于在窄间隙中的缓慢渗透速度，导致难以用单个毛细管再现的小雷诺数。在我们的模拟中，考虑了毛细管的几个几何特征，以及不同的渗透和反应条件。我们的工作的主要结果是，孔隙闭合的现象可以被视为独立的渗透速度，反过来，一些其他参数。从我们的模拟中得出的仪器结论是，具有宽开口的短孔和喉部附近的圆形形态代表多孔预成型件的底层结构的最佳配置，以实现更快的渗透。的近似的作用进行了详细讨论，我们的研究结果的鲁棒性进行评估。
2014-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Interface crossing behavior of prolate microswimmers: thermo and hydrodynamics
Indian Institute of Technology Jammu（印度理工学院詹穆分校）；Birla Institute of Technology Pilani, Hyderabad Campus（比拉理工学院皮拉尼校区海得拉巴）；Univ. Bordeaux, CNRS, LOMA, UMR 5798（波尔多大学，法国国家科学研究中心，LOMA实验室）
研究椭球微游泳器穿越清洁液-液界面的动力学，揭示中性润湿游泳器受初始角度、游泳速度及界面张力影响，可能被吸附或穿越界面，通过界面热力学与主动流体动力学力的竞争解释其行为。
2025-07-31 cond-mat.soft
Numerical simulations of complex fluid-fluid interface dynamics
两种流体之间的界面是普遍存在的，并且对于工业应用特别重要，例如，乳液的稳定化。流体-流体界面的动力学很难研究，因为这些界面通常是可变形的，并且它们的形状事先不知道。由于实验不能提供所有感兴趣的观测量，计算机模拟提出了有吸引力的替代方案，以深入了解界面的物理。在这篇文章中，我们限制自己的系统与横向接口扩展的尺寸相当。我们提供了一个关键的讨论三个数值方案耦合到格子玻尔兹曼方法作为一个解决方案的流体动力学的问题：（a）用于模拟囊泡和胶囊的浸没边界方法，多组分流体Shan-Chen赝势方法结合（b）表面活性剂模拟的附加对流-扩散分量和（c）一个分子动力学算法模拟纳米粒子作为乳化剂。
2013-03-28 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Simulation of fluid flow in hydrophobic rough microchannels
表面效应在微流体设置中变得重要，因为表面与体积的比率变大。在这样的设置中，与系统的长度尺度相比，表面粗糙度不再小，并且壁的润湿特性对流动具有重要影响。然而，关于表面粗糙度和疏水流体-表面相互作用的相互作用的知识仍然非常有限，因为这些性质在实验中不能容易地解耦。我们调查的问题，通过晶格玻尔兹曼（LB）模拟粗糙的微通道与可调的流体壁相互作用。我们引入了一个“有效的无滑移平面”在峰和谷的表面之间的中间位置，并观察如何的壁的位置可能会改变由于表面粗糙度和疏水相互作用。我们发现，在高斯分布粗糙度的情况下，有效壁的位置线性地依赖于分布的宽度。此外，我们能够表明，粗糙度创建一个非线性效应的滑移长度的疏水边界。
2008-02-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A mesoscopic model for microscale hydrodynamics and interfacial phenomena: Slip, films, and contact angle hysteresis
我们提出了一个模型的基础上的格子玻尔兹曼方程，是适合于模拟动态润湿。该模型是能够表现出基本的界面现象，如弱吸附的固体基质上的流体和存在的薄表面膜内的分离压力的作用。该表面膜中的动力学与流体本体中的流体动力学紧密耦合，确定主要感兴趣的宏观性质：流体动力学滑移;平衡接触角;以及接触角的静态和动态滞后。流固相互作用的赝势由一个排斥核和一个可以独立调节的吸引尾组成。这使得能够有效地修改分离压力的函数形式，使得可以改变在呈现相同平衡接触角的表面上的静态和动态滞后。模型化的固体-流体界面是扩散的，由壁概率函数表示，其最终控制固体和流体相之间的动量交换。这种方法使我们能够有效地改变固体基底的给定润湿性（即静态接触角）的滑移长度。
2012-02-28 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
