Taylor columns and inertial-like waves in a three-dimensional odd viscous liquid
本文研究了三维奇粘性液体中的类惯性波和泰勒柱现象，通过数值模拟和理论框架验证了波长的存在，并指出非旋转奇粘性液体可恢复刚性旋转液体的泰勒柱特征。
2023-06-27 physics.flu-dyn
Transport of inertial particles by viscous streaming in arrays of oscillating probes
提出了一种新的微尺度颗粒在粘性流体中的输运机理。该机制利用捕获的旋转流动细胞建立在附近的振荡缸，最近在以前的工作中分析了这样的颗粒。目前的工作探讨了一种战略之间的捕获点建立的多个圆柱体进行振荡，在连续的时间间隔内传输粒子。它表明，通过控制振荡间隔的顺序，惯性粒子是有效的和可预测的稳定的捕获点之间的传输。阵列中的各种安排的气缸进行了研究，揭示了一个相当普遍的技术，用于构建任意粒子的轨迹。还讨论了运输的时间尺度。
2014-06-04 physics.flu-dyn
Bounds on the Spreading Radius in Droplet Impact: The Viscous Case
该研究针对黏性牛顿流体液滴铺展问题，修正边缘-液膜模型的奇异性，用微分不等式推导最大铺展半径上下界，验证了相关标度律，与实验、数值模拟及考虑水头损失的能量计算结果一致。
2024-10-10 physics.flu-dyn
Inertial and viscous flywheel sensing of nanoparticles
旋转动力学通常挑战物理直觉，同时实现独特的实现，从陀螺仪的转子，无论外部万向节如何都保持其方向，到网球拍，当面朝上在空中投掷时，它会围绕手柄旋转。在惯性质量感测的背景下，其可以以原子精度测量质量，旋转动力学通常被认为是阻碍测量解释的复杂性。在这里，我们利用微流体装置的旋转动力学来开发惯性共振传感的新模式。理论与实验相结合，我们表明，这种方式通常测量的颗粒的体积，而其密度不敏感。奇怪的是，只有当流体粘度超过惯性时，颗粒密度才会出现。我们解释这个悖论通过一个粘度驱动，流体和颗粒之间的流体动力学耦合，激活粒子的旋转惯性，将其转换成一个粘性飞轮。这种模式现在可以使用单一的高通量测量同时测量流体中的颗粒体积和质量。
2020-11-12 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
Water Drop on Thin Viscous Oil Layers: From Stick-Slip Spreading to Dewetting
本研究通过实验探究水滴在硅油涂层表面的铺展行为，发现初始阶段低撞击能量下液滴边缘呈粘滑动力学特征，长期则由油的去润湿主导最终铺展至油层下方，且二次铺展延迟与韦伯数无关，为水油相互作用研究提供新见解。
2024-11-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Kinematic Closure of Drop Impact
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）
本文通过能量平衡推导出总扩展时间与特征扩展速度，建立统一的液滴润湿最大扩展比标度律，能定量整合广泛范围内的Weber和Ohnesorge数、液滴尺寸和表面润湿性数据。
2026-10-19 physics.flu-dyn
The cross-over from viscous to inertial lengthscales in rapidly-rotating convection
本研究通过数值模拟发现，快速旋转对流中黏性主导到惯性主导的过渡发生在惯性尺度约等于黏性尺度时，表明无磁场核心对流由惯性尺度主导。
2025-02-27 astro-ph.EP physics.flu-dyn
Orientational dynamics of weakly inertial axisymmetric particles in steady viscous flows
研究了定常流中弱惯性轴对称粒子的定向动力学。我们推导出一个渐近运动方程的单位轴向矢量沿粒子的对称轴，适用于小斯托克斯数St，并为任何轴对称粒子在任何稳定的线性粘性流。这种减少动力学分析在两种方式，都属于一个简单的剪切流的情况下。在这种情况下，惯性引起进动和章动之间的耦合。这种耦合影响了粒子的动力学，打破了杰弗瑞轨道的简并性，并产生了两个极限周期轨道。我们计算的领先顺序Floquet指数的限制周期轨道，并分析表明，扁长物体往往翻滚的轨道，而扁圆形物体往往日志滚动轨道，与以前的分析和数值结果一致。其次，我们分析了旋转噪声时的极限轨道的作用。我们制定的福克-普朗克方程描述的轴对称粒子的取向分布，适用于小St和一般Peclet数Pe。通过球谐函数展开得到的Fokker-Planck方程的数值解表明，当Pe St << 1时，定态取向分布接近于无惯性的情况，而当Pe >> 1/St >> 1时，它们由惯性效应决定，尽管很小。
2013-07-10 physics.flu-dyn
Multi-curvature viscous streaming: flow topology and particle manipulation
粘性流是指当液体围绕浸没的微特征（通常是固体或气泡）振荡时出现的整流的稳定流动。这种特征局部集中应力的能力产生强烈的惯性效应，流体和浸没的颗粒都在短的长度（0（100）微米）和时间（毫秒）尺度内响应，使得粘性流可以说是在微尺度下利用惯性的最有效的机制。尽管有这种潜力，粘性流已经在相当狭窄的条件下进行了研究，主要是利用均匀曲率的物体（圆柱体，球体），其诱导流拓扑结构仅限于两种制度，传统上称为单层和双层制度。这严重限制了潜在应用的范围，并与惯性聚焦（可能是惯性微流体领域最重要的定义方法）形成鲜明对比，而具有多个曲率的边界长期以来一直用于放大惯性效应，扩展设计空间，并实现新的应用。在这里，我们证明了粘性流的多曲率方法大大扩展了可访问的流拓扑结构的范围。我们表明，数值预测，但从来没有实验观察到的，流动可以物理再现，计算工程，并反过来用于增强粒子操作，过滤和分离的紧凑，强大，可调和廉价的设备。总的来说，这项研究提供了一种途径，可以解锁粘性流的效用，并在制造，环境，健康和医学中具有潜在的应用，从颗粒自组装到微塑料去除。
2021-11-13 physics.flu-dyn
Exact solutions for viscous Marangoni spreading
当表面活性分子在液体界面释放时，它们的扩散动力学由Marangoni流控制。虽然这样的马兰戈尼蔓延调查在不同的限制，精确的解决方案仍然很少。在这里，我们考虑沿深流体层的界面的不溶性表面活性剂的蔓延。对于二维Stokes流，最近表明，非线性输运问题可以精确地映射到复杂的Burgers方程[Crowdy，SIAM J. Appl. Math. 81，2526（2021）]。我们首先提出一个非常简单的推导这个方程。然后，我们提供了完全明确的解决方案，并发现，不同的初始表面活性剂分布-脉冲，孔，或周期性的-结果在不同的传播行为。在得到基本解的基础上，我们还讨论了表面扩散的影响。我们确定的情况下，传播可以被描述为一个有效的扩散过程，但观察到这种近似是不普遍有效的。最后，简要地考虑了具有轴对称的三维流动的情况。我们的研究结果应该提供参考解决方案的马兰戈尼蔓延，可以用荧光或光开关表面活性剂进行实验测试。
2022-09-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Viscous to Inertial Crossover in Liquid Drop Coalescence
使用电气方法和高速成像，我们探测下降到10纳秒后，液滴接触的聚结。通过改变液体粘度超过二十年，我们得出结论，在足够低的接近速度，变形是不存在的，液滴聚结与一个意外晚的交叉时间之间的制度占主导地位的粘性和一个占主导地位的惯性效应。我们认为，后期的交叉，不占理论，可以解释由一个适当的选择存在于流动的几何形状的长度尺度。
2011-03-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
On the Geometry of Spreading Puddles
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
基于毛细电流模型，提出任意形状浅粘性液滴铺展的几何模型，通过力学平衡和能量耗散导出演化方程，统一了轴对称、非轴对称和大型液滴的铺展规律。
2026-06-15 physics.flu-dyn
Viscous-inertial transition in dense granular suspension
当惯性增加时，颗粒悬浮液呈现从斯托克斯极限中的牛顿流变学到Bagnoldian流变学的转变。可以在压力或体积施加模式下运行的定制流变仪用于检查接近堵塞的致密状态下的这种转变。通过改变系统的间隙液，剪切速率，和包装分数在体积施加的测量，我们表明，过渡发生在斯托克斯数为10独立的包装分数。使用压力施加流变仪，我们调查是否可以统一的惯性和粘性制度作为一个单一的无量纲数的函数的基础上应力加和性。
2022-02-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Rheology of suspensions of non-Brownian soft spheres across the jamming and viscous-to-inertial transitions
本文使用定制流变仪研究了非布朗软球悬浮液在阻塞及粘性-惯性转变下的流变学，提出通过重整化临界体积分数和摩擦系数并叠加应力尺度，可将其扩展为统一的软颗粒流变学（SGranR）框架，实现阻塞转变两侧流变数据的近似坍缩。
2024-06-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Evanescent and inertial-like waves in rigidly-rotating odd viscous liquids
Northwestern University（西北大学）；Center for Computation and Theory of Soft Materials, Northwestern University（西北大学软物质计算与理论中心）
本文研究了刚体旋转奇黏性液体中非轴对称的振荡和衰减惯性波，揭示了三种波型的分类方法，并通过实验确定奇黏性系数。
2024-09-14 physics.flu-dyn
Boundary vorticity dynamics of two-phase viscous flow
从Navier-Stokes-Korteweg（NSK）方程出发，导出了扩散界面两相粘性流的基本表面物理量，包括密度梯度、剪应力、涡量、压力、拟能通量和表面曲率之间的精确关系。这些理论结果为边界/界面涡动力学提供了坚实的基础，也为分析两相粘性流中复杂的界面现象提供了新的工具。为了证明所开发的结果的应用，通过使用最近开发的平衡良好的离散统一气体动力学方案（WB-DUGKS）进行液滴的碰撞和扩展的模拟，专注于扩展过程时的分离气泡形成的液滴内部。分析了界面和壁面处的剪应力、压力和涡度拟能通量的分布，特别是在动接触点和其它特征点附近。这个例子给出了一个独特的视角，液滴撞击在墙上的物理。
2022-11-27 physics.flu-dyn
Spreading or contraction of viscous drops between plates: single, multiple or annular drops
本文从理论和实验两方面研究了两个水平面间粘性液滴的挤压行为。当挤压力F为常数而忽略表面张力时，理论预言了半径a~ t^{1/8}的最终增长，与我们的实验非常吻合。在液滴边界处的表面张力包括在分析中，虽然在挤压实验中可以忽略不计。循环演化被发现是稳定的小扰动下。如果力是反向的（F < 0），使得板被拉开或分开，液滴边界受到指进不稳定性的影响。然后考虑在液滴中心处被困气泡的影响。在恒定的挤压下的液滴的环形演化仍然发现遵循“八分之一”的幂律，但这是不稳定的，不稳定起源于气泡的边界。如果板块被拉开，其演化仍受制于环空外边界驱动的指进不稳定性。这种不稳定性是通过在一个角部将板分开来实验实现的：指进在外边界处发展，并且随着杠杆作用的缓慢增加而迅速扩展到内部。在后期阶段，在远离杠杆点的非常低的压力区域中出现小的空化气泡。根据前面的理论分析讨论了这种奇异行为。
2021-03-26 physics.flu-dyn
Transition between viscous dipolar and inertial multipolar dynamos
我们研究了从稳定的偶极发电机到反转的多极发电机的过渡。地球一直被认为接近这种转变，这可能提供了一个地磁极性倒转的场景。我们表明，偶极和多极发电机之间的过渡的特点是由一个三项平衡（而不是通常假设的两项平衡），其中涉及的惯性，粘性和科里奥利力的非梯度部分。我们从这个平衡中引入唯一的参数${\rm Ro}\,{\rm E}^{-1/3} \equiv {\rm Re}\,{\rm E}^{2/3}$，它精确地描述了132个球形旋转发电机的全三维直接数值模拟的广泛数据库的过渡（由U. Christensen）。这解决了先前文献中关于相关两个术语在过渡期平衡的矛盾。仅考虑科里奥利力和惯性力的非梯度部分之间的两项平衡，提供经典的${\rm Ro}/{\ell_u}$（Christensen和Aubert，2006）。这种转变可以用${\rm Re} \, {\ell^{2}_u}$等效地描述，其对应于惯性力和粘性力的非梯度部分之间的两项平衡（Soderlund { \it et al.}，2012年）。
2014-10-29 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Laminar, turbulent and inertial shear-thickening regimes in channel flow of neutrally buoyant particle suspensions
这封信的目的是描述有限惯性下粘性流体中有限尺寸刚性颗粒悬浮液的流动状态。我们探讨了系统的行为作为粒子的体积分数和雷诺数（流量和颗粒的惯性粘性力的比率）的函数。与层流和湍流状态之间存在明显区别的单相流不同，在存在颗粒相的情况下可以识别三种不同的状态，它们之间具有平滑的过渡。在低体积分数下，当雷诺数增加时，流动变得湍流，从由粘性力主导的层流状态过渡到以湍流涡流增强动量传输为特征的湍流状态。在更大的体积分数，我们确定了一个新的制度，其特征在于更大的增加壁摩擦。壁面摩擦力随雷诺数（惯性效应）而增加，而湍流输运的影响很弱，如在强烈的惯性剪切增稠状态。这种状态可能会阻止过渡到一个充分的湍流状态在任意高速度的流动。
2014-11-14 physics.flu-dyn
Droplet spreading in a wedge: A route to fluid rheology for power-law liquids
本文提出通过观察楔形结构中粘性液滴的毛细铺展动力学，建立扩散指数与幂律流体流变指数的直接关系，并经实验和模拟验证，为流变特性推断提供稳健工具。
2025-07-10 physics.flu-dyn
Inertial effects on flow dynamics near a moving contact line
Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海德拉巴分校）
研究通过实验、理论分析和数值模拟探讨了惯性在移动接触线中的作用，发现低雷诺数下流函数轮廓与粘性预测一致，但高雷诺数下惯性理论失效，需更复杂的模型。
2026-03-30 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
Retraction of levitating drops
本研究针对零重力下悬浮牛顿液滴的回缩开展理论与数值分析，揭示三种回缩机制的物理规律，提出用回缩数这一无量纲参数关联回缩时间与机制的二维图，完善了相关动力学与标度律认识。
2024-10-05 physics.flu-dyn
Spreading dynamics of drops on a solid surface submerged in different outer fluids
研究探讨了不同外流体对液滴在固表面扩散动力学的影响，发现外流体粘度显著影响内部流场和接触角演变，揭示了粘性环境对润湿行为的主导作用。
2025-12-12 physics.flu-dyn
Viscous to inertial coalescence of liquid lenses: a lattice Boltzmann investigation
本研究采用颜色梯度晶格玻尔兹曼方法开展大规模并行模拟，突破了液体透镜聚结数值模拟的参数范围局限，明确了二维与三维下黏性、惯性区域连接桥的增长标度律，与理论相似解吻合良好。
2023-06-14 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
The mean transport of inertial particles in viscous streaming flows
粘性流已经成为一种有效的方法来运输，捕获和集群惯性粒子在流体中。以前的工作表明，这种运输是很好地描述了Maxey-Riley方程增加了一个长期代表萨夫曼电梯。然而，在其直接应用到粘性流动，方程遭受严重的数值刚度由于粘性响应，振荡周期，和缓慢的平均运输的时间尺度之间的巨大差距，提出了一个严峻的挑战，绘制物理洞察力的平均粒子轨迹。在这项工作中，我们开发的方程，直接管理振荡粘性流中的颗粒的平均运输。这些方程的推导依赖于三个关键技术的组合。在第一，我们开发了一个惯性粒子速度场通过一个小的斯托克斯数展开的粒子的偏离的流体。这种扩展清楚地揭示了Faxén校正和Saffman提升在影响流细胞中颗粒捕获方面的主要重要性。然后，我们应用广义拉格朗日平均理论，明确地将输运分解为快和慢尺度，并最终发展拉格朗日平均速度场来控制平均输运。最后，我们进行了小振幅的扩展，以简化控制方程，并澄清层次的一阶和二阶的影响，特别是，斯托克斯漂移的平均运输中的关键作用。我们证明了最后一组方程的流体和惯性粒子的运输配置涉及一个和两个弱振荡的气缸。值得注意的是，新的方程允许数值时间步长是$O(10^3)$大于现有的方法，几乎没有牺牲精度，允许更有效的预测运输。
2020-08-25 physics.comp-ph 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
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
Conformable 1D steady-state Navier-Stokes equations to describe flow through porous media
从广义协调空间导数的定义出发，针对粘性和惯性-粘性定常Navier-Stokes一维模型，提出了一种带三个参数的指数协调函数$(a,b,α)$，得到了两种广义协调模型的解析解.对一致性模型的参数进行了优化，以在达西数$(1\times10^{-2}<Da\leq 1)$的特定范围内将粘性模型与达西一维流动进行比较，并将惯性粘性模型与非达西一维模型进行比较。速度剖面的多孔介质和整合模型的计算和比较，表明广义整合Navier Stokes一维模型描述通过多孔介质的流动，达西和非达西流，不包括达西项或宏观多孔特性。
2021-03-27 physics.flu-dyn
Asymptotic closure model for inertial particle transport in turbulent boundary layers
重惯性粒子在湍流边界层中的输运方程可以从相空间概率密度函数（PDF）方程中导出。然而，这些方程是不封闭的，标准的封闭方法是使用准正态近似（QNA），其中四阶矩近似为速度正态分布。除了具有弱惯性的粒子之外，QNA导致大的定量误差，并且与Sikovsky的已知渐近预测不一致（Flow Turbulence Combust，第92卷，2014年，第100页）。41-64）的PDF在粘性子层的时刻。我们推导出一个新的封闭近似的基础上的渐近解的区域中的粒子惯性的影响是显着的输运方程。新的封闭与Sikovsky的渐近预测是一致的，但即使在粘性子层之外也适用。与直接数值模拟（DNS）的比较表明，当粘性Stokes数为$St<10$时，新的封闭模型得到了与QNA相似的结果（QNA结果与DNS的一致性略好），但对于$St>10$，新模型与DNS的一致性远好于QNA。虽然新模型的预测仍有改进的余地，但结果表明，这种新的封闭策略是传统QNA方法的一种非常有效的替代方案，并且可以在未来的工作中改进封闭策略。
2022-11-09 physics.flu-dyn
Second-order inertial forces and torques on a sphere in a viscous steady linear flow
本研究采用匹配渐近展开法，在共动坐标系下推导了定常线性流中近中性浮力球形粒子所受瞬时力与力矩的二阶惯性修正，拓展了经典Basset-Boussinesq-Oseen方程。
2022-11-17 physics.flu-dyn
Success and failure of the spreading law for large drops of dense granular suspensions
实验研究致密颗粒悬浮液大液滴在固体表面的铺展，发现重力驱动幂律在液滴高度降至颗粒尺寸量级时因颗粒冻结而失效。
2024-06-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Measuring the Numerical Viscosity in Simulations of Protoplanetary Disks in Cartesian Grids -- The Viscously Spreading Ring Revisited
本研究通过模拟黏性扩散环，量化了笛卡尔网格中数值黏性随分辨率平方缩放，等效α约1e-4，并发现螺旋不稳定性在极坐标网格上表现为单条前导螺旋，强调高分辨率的重要性。
2023-08-07 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.flu-dyn
Completeness of Inertial Modes of an Incompressible Non-Viscous Fluid in a Corotating Ellipsoid
惯性模态是被科里奥利力恢复的旋转流体的本征模态。当流体是不可压缩的，无粘的，并包含在一个刚性容器中，这些模式满足庞加莱方程，具有双曲线的边界条件的特点。因此，惯性模态是不适定边值问题的解。在本文中，我们调查这个问题的数学方面。我们首先表明，庞加莱问题可以制定在平方可积函数的希尔伯特空间，没有假设的连续性或可微的速度场。我们观察到，用这个公式，庞加莱算子是有界的和自伴的，因此，它的谱是点谱（特征值集）和连续谱的并集。当流体体积是一个椭球体，我们表明，惯性模式形成一个完整的基地多项式速度场的平方可积速度场定义在椭球体和满足边界条件。如果椭球是轴对称的，那么底面可以用庞加莱模态的集合来识别，庞加莱模态首先由布赖恩（1889）得到，最后用地转模态来补充。
2017-05-29 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Inelastic spreading of viscoelastic drops
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Indian Institute of Technology Ropar（罗帕尔印度理工学院）
针对粘弹性液滴最大铺展半径受弹性影响的争议，本研究通过Boger流体实验解耦弹性与剪切变稀效应，证实弹性不改变最大铺展比，建立能量平衡模型并提出弹性效应可忽略的结论。
2026-10-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Time-dependent lift and drag on a rigid body in a viscous steady linear flow
本文采用随未扰动流动运动的非正交坐标与匹配渐近展开，推导任意形状刚体在一般线性流中瞬时力的主导阶惯性修正，并分析球体及椭球在典型流动中的时间相关升阻力。
2018-06-14 physics.flu-dyn
Unveiling the Spatiotemporal Evolution of Liquid-Lens Coalescence: Self-Similarity, Vortex Quadrupoles, and Turbulence in a Three-Phase Fluid System
本文通过三相Cahn-Hilliard-Navier-Stokes系统模拟液透镜聚并，揭示粘性区与惯性区的自相似增长、涡旋四极子及湍流特征，并给出不对称透镜合并的幂律指数。
2023-10-17 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
Near-critical spreading of droplets
我们研究了液滴在近临界相分离液体混合物的传播，使用实验，润滑理论和有限元数值模拟相结合。当接近临界温度时，描述粘性液滴铺展的经典Tanner定律得到了有力的验证。此外，微观截止长度尺度出现在这一法律获得作为一个单一的自由参数为每个给定的温度。在完全润湿条件下，该长度被解释为存在于表观接触线之前的薄前体膜的厚度。不同的演变崩溃到一个单一的坦纳样的主曲线表明，在进入波动为主的制度之前，粘性传播的普遍性。最后，我们的研究结果揭示了一个反直观的和急剧变薄的前体膜时，接近临界温度，这是由于在临界点消失的扩展参数。
2022-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Backflow-Induced Inertial Arrest of Velocity Fluctuations in Sedimenting Suspensions
National Cheng Kung University（国立成功大学）
该研究提出自洽流体动力学理论，揭示回流诱导惯性屏蔽抑制沉降悬浮液速度波动发散，预测标度律 prefactors 并吻合实验，捕捉关联 regime 与系统 regime 的 crossover。
2026-09-22 physics.flu-dyn
Impacts on viscous fluids: on ejecta, corolla and splashes
我们调查实验和数值模拟的影响，液滴深池的甘油水溶液与可变池粘度和空气压力。通过这种方法，我们能够解决从低粘度液体到几乎固体连续过渡的基板上的跌落冲击。我们表明，从影响点蔓延的通用花冠由两个不同的片，即喷出物片喂的滴液和第二片喂的基板液体，这在单独的时间尺度上发展。这两个片在不同程度上有助于花冠整体动态和飞溅，特别是取决于两种液体之间的粘度比。
2018-12-19 physics.flu-dyn
Microdroplet impact at very high velocity
研究了水滴直径为12 ~ 100 μ m时，水滴撞击速度为100 m/s的情况。该参数范围涵盖了从毛细管限制到粘度限制的冲击液滴扩散的过渡。所有的测量都没有飞溅;液滴总是轻轻地散布在表面上。最大传播半径进行了比较，几个现有的模型。Pasandideh-Fard等人的模型与测量数据吻合良好，表明表面上方的薄边界层的重要性，其中发生了扩展液滴中的大部分粘性耗散。如通过撞击液滴下的初始空气层所解释的，180度的接触角用作模型输入。
2012-06-08 physics.flu-dyn
Dripping-onto-droplet capillary breakup
Mines Paris, PSL University（巴黎矿业大学，PSL大学）
研究滴落至液滴的毛细破裂现象，结合实验、数值模拟和理论分析，揭示不同流态下的破裂机制及影响因素。
2026-05-11 physics.flu-dyn
Wilson-Fisher renormalization of discrete gravity-capillary wave turbulence in viscous fluids
Translational Biophysics, Instituto de Investigaci\'on Sanitaria Hospital 12 de Octubre, 28041 Madrid, Spain
本研究通过实验实现了在粘性流体中离散重力-毛细波湍流中的威尔逊-费舍尔重整化，揭示了非线性转移与粘性阻尼之间的平衡关系，并验证了相关标度定律。
2026-01-15 physics.flu-dyn
Viscous dissipation by tidally forced inertial modes in a rotating spherical shell
本文研究了球壳内旋转流体的受迫惯性模的性质。我们的强迫是类似潮汐的，但它的主要性质是在大尺度上。我们的解首先证实了Ogilvie（2005）在二维模型上得到的一些分析结果。我们还注意到，随着强迫频率的变化，如果Ekman数E较低（通常情况下），耗散会发生剧烈变化。然后，我们研究三维的情况下，并比较上述模型的结果。这些解决方案显示，像他们的二维对应，尖峰耗散曲线时，强迫的频率是变化的，他们也显示小频率间隔的粘性耗散是独立的粘度。然而，我们表明，在这些频率间隔的流体的响应是至关重要的主导剪切层，在临界纬度上的内球发射。当吸引子被剪切层激发时，就达到了渐近状态。二维模型不共享此属性。最后，共振的三维模型对应于一些选定的最小阻尼本征模式。与它们的二维对应部分不同，这些模式不与简单的吸引子相关联;相反，它们以具有弱收缩特征网的频率间隔出现。此外，我们还证明了当内核的相对半径小于临界值0.4E^{1/5}时，内核是可以忽略的。对于这些球壳，全球解给出了流动的一个很好的近似。
2009-09-22 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Universality in dynamic wetting dominated by contact line friction
我们报告的快速接触线运动的实验中存在的早期阶段的毛细管驱动的液滴在干燥的固体基板上的传播。扩展数据不能遵循传统的粘性或惯性缩放。通过整合实验和模拟，我们量化的接触线摩擦（$μ_f$），这被认为是限制快速动态润湿的速度。基于此接触线摩擦的缩放示出产生作为时间的函数的接触线半径的演变的通用曲线，对于一系列的流体粘度，液滴尺寸和表面润湿性。
2012-03-14 physics.flu-dyn
Analytic treatment of vortex motion in non-inertial Stokes flows
本文研究不可压缩粘性流体在旋转参考系中的定常运动，在旋转参考系中可能产生旋涡。对于涡量沿给定方向高度集中的情况，提出了斯托克斯流问题的近似解析解。这种近似将沿旋转轴的速度分量与动量方程分开。这使得能够从泊松方程的解中找到涡量。我们使用的格林函数的方法来提供解决方案的三维流动的圆柱形域上的径向入口/出口的速度分布通过使用一个精确的扩展的格林函数。这种近似的涡量解析解与有限差分法（FDM）计算的数值解吻合得很好。关键词：解析近似，斯托克斯流，格林函数，有限差分。
2018-11-03 physics.flu-dyn
Fluctuation assisted spreading of a fluid filled elastic blister
在这个理论和数值研究中，我们展示了如何空间扩展的波动可以影响和主导的动态的流体填充的弹性水泡变形到一个预润湿的固体基板。为了描述气泡动力学，我们开发了一个随机的弹性流体动力学框架，耦合粘性流，界面的弹性弯曲和来自环境的噪声。我们部署了一个缩放分析，以找到弹性流体动力学传播法$\hat R\sim {\hat t}^{1/11}$的直接模拟的毛细血管传播的滴，而在我们的模型中包含的噪声突出的动态加速显着$\hat R\sim {\hat t}^{1/6}$的局部曲率变化增强剥离的弹性界面从基板。此外，我们的分析确定了一个不同的标准之间的过渡确定性和随机传播制度，这是进一步说明了数值模拟。
2017-09-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Universality classes of surface wave turbulence as probed by laser Doppler velocimetry in viscous fluids
利用激光多普勒测速仪（LDV）的优势，我们探讨了在单色光激发下流体界面上离散波级联的存在。我们研究粘性液体的可变毛细跨越广泛的摩擦应力。弱表面波湍流（weak-SWT）的惯性区的存在已被指出作为一个级联的离散模式的振幅兼容的通用Kolmogorov的标度。从弱到强的表面湍流的过渡已经探索了这个工具，揭示了惯性表面力的重要性，以描述交叉。
2019-06-13 nlin.CD physics.flu-dyn
Spreading of Low-viscosity Ink Filaments Driven by Bath Viscoelasticity in Embedded Printing
研究嵌入式3D打印中墨水在喷嘴后方铺展的缺陷，通过实验与粘弹性模型证明铺展由浴液压力场驱动，受粘度比、弹性及屈服应力共同影响，揭示了浴液流变学与打印质量的联系。
2024-09-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Oscillatory Spreading and Surface Instability of a Non-Newtonian Fluid under Compression
淀粉溶液是强非牛顿流体，当受到载荷时，表现出表面不稳定性。将一滴流体夹在两块玻璃板之间，重量为1至5公斤。放在顶板上。流体和板之间的接触面积以振荡的方式增加，这与牛顿流体在类似情况下的情况不同。此外，周边发展粘性指状不稳定性，这是在压缩下不期望的。我们试图通过一个粘弹性模型，结合广义微积分的非牛顿性质的流体建模。这被示出在表面应变中表现出定性类似的振荡变化。
2010-12-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Nonlinear evolution of unstable solar inertial modes: The case of viscous modes on a differentially rotating sphere
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung（马克斯·普朗克太阳系统研究所）；Institut für Astrophysik und Geophysik, Georg-August-Universität Göttingen（哥廷根大学天体物理与地球物理研究所）；Center for Astrophysics and Space Science, NYUAD Institute, New York University Abu Dhabi（纽约大学阿布扎比分校天体物理学与空间科学中心）；Department of Mechanical Engineering, King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学机械工程系）
研究太阳高纬度惯性模在差异旋转球体上的非线性演化，揭示超临界Hopf分支点及饱和振幅与Ekman数的关系，表明雷诺应力对纬向差异旋转的平滑作用。
2026-03-09 astro-ph.SR physics.flu-dyn
