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
Dynamics of viscous coalescing droplets in a saturated vapor phase
采用格子Boltzmann数值模拟方法研究了两液滴在饱和汽相中的聚并动力学。注意的是支付的汽相上的形成和增长动力学的液桥在粘性制度的效果。我们观察到，发生合并的发病较早，桥的膨胀最初进行得更快，当合并发生在饱和蒸汽中相比，在不凝性气体中的合并。我们认为，最初更快的演变的合并在饱和蒸汽是由蒸汽运输通过冷凝在合并的早期阶段。
2015-12-21 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
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
Coalescence of immiscible droplets in liquid environments
本研究通过高速成像和理论模型，实验探究了低和高粘度液体中不混溶液滴的合并动力学，发现液桥生长遵循不同幂律，并提出统一惯性-粘性-毛细时间尺度，揭示惯性与粘性阻力的联合作用。
2023-12-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Theory for the coalescence of viscous lenses
本文基于薄片方程，通过数值模拟和匹配渐近分析，研究了二维黏性液体透镜的聚并动力学，发现其前导阶自相似解受边界条件修正，并可能伴随液滴整体平移。
2021-07-05 physics.flu-dyn
Coalescence of elastic blisters filled with a viscous fluid
本研究结合实验、润滑理论与数值模拟，探究了粘性流体在弹性板下合并的弹性-流体动力学过程，发现桥高随时间呈指数增长并对应薄膜方程的自相似解。
2023-08-03 physics.flu-dyn
Scalings in Coalescence of Liquid Droplets
这封信提出了两个粘性球形液滴合并的标度理论。一个初始值的问题，制定和解析求解的液滴聚结后形成的液体颈部的半径的演变。初始值问题的两个渐近解再现了在粘性和惯性制度的著名的标度关系。Paulsen等人[Phys. Rev. Lett. 106，114501（2011）]在理论中体现，并且它们的拟合关系（其示出了不同粘度的数据在单个曲线上的塌陷）是对初始值问题的一般解的近似。
2018-12-28 physics.flu-dyn
A Parametric Study of the Coalescence of Liquid Drops in a Viscous Gas
在常规模型的框架内，考虑了被粘性气体包围的两个液滴的聚结。这个问题的数值解决，特别注意解决的过程中，最近才成为实验和计算访问的非常初始的阶段。对实际感兴趣的参数空间的系统研究允许识别系统中的控制参数的影响和确定粘性气体的作用。特别是，它示出的气体的粘度抑制形成的环形气泡预测在某些情况下，由早期的计算，其中气体的动力学被忽略。集中计算的初始阶段的合并，并考虑大的参数空间，使我们能够检查的准确性和适用性的限制，提出了不同的“制度”的各种“标度法”，并在这样做，在最近的工作中，揭示某些不一致。实验数据的比较表明，传统的模型是能够重现许多定性特征的初始阶段的合并，如崩溃的计算到一个“主曲线”，但在定量上，overpredicts观察到的合并速度，并没有自由参数，以提高拟合。最后，参数空间的相图，不同于以前发表的，是用来说明的关键发现。
2014-06-23 physics.flu-dyn
Electro-Coalescence Fireworks
电聚结是将电场施加到聚结流体上。以下流体动力学视频显示了液滴在嵌入粘性介质并受到非常高的电场的影响时聚结成流体浴。电应力在液滴顶点的集中使其破裂。液滴是甘油，粘性介质是硅油。
2009-10-09 physics.flu-dyn
Bridge evolution during the coalescence of immiscible droplets
本研究通过实验和理论模型发现，不相溶液滴聚结时，液桥在黏性主导阶段与可混溶液滴相似，但在惯性主导阶段因水-油界面和额外界面张力而变慢，并提出了修正的Ohnesorge数来表征转变。
2023-12-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The Coalescence of Liquid Drops in a Viscous Fluid: Interface Formation Model
界面形成模型被施加到描述的初始阶段的两个液滴的聚结中存在的粘性周围流体的动力学是完全占。我们的重点是理解（a）如何这个模型的预测不同于那些传统上使用的，（b）有什么影响的环境流体的聚结液滴的形状的演变和（c）的耦合的内在动力学的聚结和环境流体。界面形成模型在应用于聚结现象时的关键特征是，它消除了传统模型在聚结开始时固有的奇异性，并将聚结体积之间的自由表面部分描述为“被困”的部分，因为它们相互挤压，作为迅速消失的“内部界面”。考虑到最简单的可能制定这个模型，我们发现实验验证的差异与传统模型的预测显示，特别是，液滴大小的聚结过程中的效果。根据新的模型，对于小滴的非单调的时间依赖性的桥梁扩张速度是一个功能，可以在进一步的实验研究中寻找。最后，这两个模型的结果进行比较，最近可用的实验数据的演变的液体桥连接的聚结液滴，和界面形成模型被认为是给一个更好的协议与数据。
2014-06-23 physics.flu-dyn
Coalescence of polymeric sessile drops on a partially wettable substrate
在浓度比为$c/c^* \sim 1$时，固着聚合物液滴在部分润湿的基底上的聚结表现出从惯性到粘弹性的转变。我们的研究结果揭示，不断增长的桥梁高度的时间演变遵循幂律行为$t^b$，这样的系数$b$连续减少从2/3的惯性制度（$c/c^*<1$）的粘弹性制度（$c/c^*>1$）的渐近值为1/2。为了考虑流体弹性和粘弹性区域的特征时间尺度，采用线性的T-T本构方程，提出了润滑近似下的修正薄膜方程。通过使用步进显式格式求解修改的一维薄膜方程来评估液滴的时间演化。初始液滴形状通过重新排序以能量最小化来获得。数值计算结果与实验结果吻合较好。
2021-11-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Elasto-viscous regime in coalescence of viscoelastic droplets
Department of Mechanical Engineering, IISc Bangalore（印度科学学院机械工程系）；Department of Mechanical Engineering, IIT Indore（印度理工学院印多尔机械工程系）
本研究通过实验和模拟发现，粘弹性液滴聚并中弹性导致颈部生长幂律指数随时间转变，进入亚牛顿区，并利用指数Phan-Thien-Tanner模型准确再现了实验现象。
2025-10-08 physics.flu-dyn
Viscous spreading of an inertial wave beam in a rotating fluid
本文报道了旋转流体中振荡圆柱产生的惯性波的实验测量结果。二维波发生在静止的十字形波包中。用共转粒子图像测速系统测量了垂直于造波机的垂直平面内的速度场和涡量场。的粘性传播的光束和相关的衰减的速度和涡度包络的特点。发现它们与线性粘性理论的相似解很好地一致，线性粘性理论是在类似于Thomas和Stevenson [J. Fluid Mech.54（3），495-506（1972）]对内波的经典分析的准平行假设下导出的。
2010-03-19 physics.flu-dyn
Bubble rise in a Hele-Shaw cell: bridging the gap between viscous and inertial regimes
在较宽的雷诺数范围内，研究了两个垂直平板之间单个气泡的上升过程。特别是，我们专注于气泡的速度，长宽比和阻力系数的演变过程中从粘性到惯性制度的过渡。对于足够大的气泡，一个简单的模型的基础上的功率平衡捕获过渡的气泡速度和匹配的所有实验数据，尽管强烈的时间变化的气泡纵横比在大雷诺数。令人惊讶的是，在粘性制度的气泡系统地表现出一个椭圆形沿其运动方向拉长，而在惯性占主导地位的制度的气泡总是扁平垂直于它。
2022-05-07 physics.flu-dyn
Universality in coalescence of polymeric fluid drops
液滴的聚结涉及毛细力、粘性力和惯性力之间的相互作用。在这里，我们揭示了一个普遍的时间演化的颈部半径在两个聚合物滴的合并。通过高速成像，我们证明了聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯醇（PVA）、聚环氧乙烷（PEO）、聚乙二醇（PEG）和黄原胶（XG）的液滴在稀释、半稀释和非稀释浓度范围内描绘了$R/\sqrt(ν_0λ) \sim (t/λ)^{0.36}(C/C^{*})^{-0.83}$的普遍行为。一个线性的Escherich-Thein-Tanner粘弹性模型捕捉到了普遍性的时间方面。
2019-10-13 cond-mat.soft 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
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
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
The effect of droplet coalescence on drag in turbulent channel flows
通过直接数值模拟，研究了液滴聚并对湍流壁面边界流动的影响。特别地，流体体积法和前沿跟踪法分别用于模拟包含聚结液滴和非聚结液滴的湍流槽道流动。我们发现，聚结液滴对阻力的影响可以忽略不计，而非聚结液滴随着分散相体积分数的增加而稳定地增加阻力：实际上，在10体积分数下，非聚结液滴显示出30%的阻力增加，而聚结液滴显示出小于4%的增加。我们解释了这一点，通过看在通道中的液滴的壁正常的位置，并表明，非聚结液滴进入粘性子层，产生的界面剪切应力，减少了预算的粘性应力在通道中。另一方面，聚结液滴向通道的主体迁移，形成大的聚集体，这几乎不影响粘性剪切应力，同时阻尼雷诺剪切应力。我们证明了这一点有关的平均粘性剪切应力集成在壁法线方向的中心线速度。
2021-07-19 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
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
Numerical simulation of the coalescence-induced polymeric droplet jumping on superhydrophobic surfaces
本文通过三维直接数值模拟研究超疏水表面上粘弹性液滴合并诱导跳跃，揭示弹性与剪切变稀改变速度标度并促进液滴在更高Ohnesorge数下跳离表面。
2022-02-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Viscous dynamics of drops and bubbles in Hele-Shaw cells: drainage, drag friction, coalescence, and bursting
在这篇综述文章中，我们讨论了最近的研究，在海勒-肖细胞的液滴和气泡，侧重于如何标度律表现出从三维对应的交叉，并专注于其中粘度起着重要作用的主题。随着分析理论和高速成像技术的发展，液滴和气泡的动力学已经在标度参数的帮助下得到了积极的研究。然而，与三维问题相比，Hele-Shaw胞腔中相应问题的研究还很有限。这篇评论表明，在Hele-Shaw细胞的禁闭效果引入了新的物理允许不同的缩放制度出现。为了这个目的，我们讨论了各种例子，是潜在的重要的工业应用程序处理液滴和气泡在有限的空间，实验和缩放理论之间的协议。因此，这篇评论提供了一个收集的问题，在流体力学，可能是解析解决或可能是值得研究的数值在不久的将来。
2017-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
To jump or not to jump: Adhesion and viscous dissipation dictate the detachment of coalescing wall-attached bubbles
University of Twente（特温特大学）；Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organisation（马克斯·普朗克动力学与自组织研究所）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
本研究结合高速成像实验与直接数值模拟，揭示壁面附着气泡聚并脱离由表面能、粘附力与粘性耗散平衡决定，确定低有效Ohnesorge数下的临界粘附能阈值，并构建可预测聚并结果的全局能量平衡模型。
2025-10-29 physics.chem-ph 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
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
The inexorable resistance of inertia determines the initial regime of drop coalescence
液滴聚结是工业、工程和科学领域中涉及液滴分散的各种过程的核心。在聚结过程中，两个液滴首先接触，然后随着连接它们的液体颈从最初的微观尺度增长到与液滴直径相当的尺寸而合并。界面的曲率在液滴第一次接触的点处是无限大的，并且随着两个液滴合并而发生的流动与动力学中的这个奇点密切耦合。传统上，这个过程被认为只有两个动力学制度：粘性和惯性制度之间的交叉区域。我们使用实验和模拟来揭示第三种状态，即描述所有液滴粘度的聚结初始动力学的状态，已经被错过了。基于力平衡的论点允许构建新的聚结相图。
2012-04-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Spreading, pinching, and coalescence: the Ohnesorge units
了解液滴的扩散、收缩和聚结的运动学和动力学对于涉及喷涂、印刷、涂布、点胶、乳化和雾化的各种应用至关重要。因此，实验研究可视化和表征随着时间的推移，在基板上蔓延的液滴，或聚结液滴之间的液体桥，或在液滴形成过程中的收缩颈部的半径减小的大小增加。即使对于牛顿流体，惯性，粘性和毛细应力的相互作用也可以导致许多标度律，其中有三种限制性自相似情况：粘性-惯性（VI），粘性-毛细（VC）和惯性-毛细（IC）。虽然实验作为量纲分析方法的例子，但缺乏精确的值或估计的前因子，转换和标度指数的定量分析和材料表征的困难。在本教程回顾中，我们重新分析和总结了一套精心制作的具有里程碑意义的出版实验研究范围广泛的牛顿流体。我们表明，超越VI，VC和IC单位有利于固有的时间尺度和长度尺度决定的所有三种材料的性能（粘度，表面张力和密度），创建一个互补的系统，我们称之为Ohnesorge单位。我们发现，尽管在拓扑特征，时间尺度和材料性质的差异很大，扩散，捏和合并下降的Ohnesorge单位的分析结果在一个显着的崩溃的实验数据集，突出显示在这样的流的共享和普遍的功能。
2022-04-04 cond-mat.soft 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
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
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
Symmetric and Asymmetric Coalescence of Drops on a Substrate
对粘性液滴在基底上的聚并进行了实验和理论研究。我们考虑的情况下，液滴可以有不同的接触角，导致一个非常不对称的聚结过程。侧视实验揭示了连接液滴的“桥”具有自相似动力学，为研究固着液滴的聚并提供了新的视角。我们表明，桥梁的通用形状是准确描述的一维润滑方程的相似解。我们的理论预测了一个随时间线性增长的桥，并强调了对接触角的强烈依赖性。在没有任何可调参数的情况下，我们发现与所有实验观察定量一致。
2012-07-11 physics.flu-dyn
Coalescence of Leidenfrost drops: Numerical simulations using the dynamic van der Waals theory
莱顿弗罗斯特效应描述了液滴在重力作用下漂浮在蒸汽垫上，这是由于下面的热基底引起的蒸发而在液-汽界面处产生的。实验观察到，当两个或更多个莱顿弗罗斯特液滴彼此接近时，存在可以防止聚结的短程排斥。在目前的工作中，我们调查的合并过程中，最初的动量小莱顿弗罗斯特滴。这是通过使用最近开发的动态范德瓦尔斯理论，其中的两相流体动力学与液体-蒸汽过渡耦合的液体和蒸汽的二维系统进行数值模拟。据证实，莱顿弗罗斯特下降经历了一个非常强大的短程排斥，由于在两个下降下的公共空间中的蒸汽的积累。该阻力以类似于来自单滴下的蒸气层的压力源力的方式缩放，与直觉一致，在模拟结果中看到良好的一致性。因此，存在阈值液滴尺寸，以便所施加的水平加速度克服排斥力，而预测只有非常小的液滴会经历显著的粘性效应。
2017-02-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
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
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
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
Self-Similar Liquid Lens Coalescence
液滴的基本特征是它们可以在接触时合并以形成更大的液滴。尽管它的重要性，各种应用，液滴聚结预润湿的基板上得到很少的关注。在这里，我们从实验和理论上揭示了低粘度液体的厚层上的液滴聚结的动力学。结果表明，这些所谓的“液体透镜”合并的自相似垂直增长的桥梁连接两个透镜。使用细长的分析，我们推导出相应的粘性和惯性限制的相似性解决方案。发现与实验没有任何可调参数，捕获的空间和时间结构的流动聚结过程中的良好协议。最后，我们认为这两个政权之间的交叉，并表明，不同的镜头粘度的所有数据崩溃在一个单一的曲线捕获的整个范围内的聚结动力学。
2020-03-09 physics.flu-dyn
Critical parameters for the partial coalescence of a droplet
通过调节两种液体的粘度，对液滴在平面液/液界面上的部分聚结进行了实验研究。这个问题主要取决于四个无量纲参数：邦德数（重力与表面张力），欧姆索奇数（两种流体的粘度与表面张力），和密度相对差异。子液滴尺寸和母液滴尺寸之间的比率作为这些无量纲数的函数进行了研究。在聚结过程中测量了液滴的可用表面能等全局量。详细研究了毛细波的传播和衰减。讨论了这些波与部分合并的关系。提出了额外的粘性机制，以解释这两种粘度所发挥的不对称作用。
2006-12-15 physics.flu-dyn
Coalescence of viscoelastic drops on a solid substrate
本研究探讨了固体基底上聚合物溶液液滴的聚结，发现液桥尺寸与时间呈幂律关系，其指数受弹性毛细数Ec影响，且聚结过程由毛细作用与粘弹性的平衡控制。
2024-12-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Coalescence of immiscible sessile droplets on a partial wetting surface
本文通过实验与理论研究了部分润湿表面上两个不互溶液滴的聚并过程，将其划分为液桥生长、振荡和复合液滴回缩三个阶段，并揭示了界面张力对振荡的阻力作用及接触线附近的粘性阻力集中机制。
2023-09-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Viscoplastic sessile drop coalescence
实验研究了两个屈服应力液滴之间形成的液桥的演化过程。我们发现，桥的高度演变类似于一个粘性牛顿流体，$h_0\sim t$，在很长一段时间之前，最大限度地减少其液/气界面能逮捕。我们数值求解的最终逮捕的轮廓形状，并发现它取决于流体的屈服应力$τ_y$和聚结角$α$，由宾汉数$τ_y h_{drop} / σ$修改的液滴的高度-宽度的纵横比表示。我们提出了一个缩放参数的桥梁的时间演变使用的长度尺度发现从逮捕的形状分析，以及来自桥梁的演变的相似性解决方案。
2022-03-29 physics.flu-dyn
Coalescence of Liquid Drops
当两个半径为$R$的液滴接触时，表面张力驱动初始奇异运动，将它们结合成具有较小表面积的较大液滴。这种运动在早期总是粘性控制的。我们专注于早期的行为半径$\rmn$的两个滴之间的小桥。流动是由高度弯曲弯月面的长度$2π\rmn$和宽度$Δ\ll\rmn$周围的桥梁，从我们得出的结论，领先的顺序问题是渐近等价的二维对应。无粘性环境情况下的精确二维解[Hopper，J. Fluid Mech. ${\bf 213}$，349（1990）]表明$Δ\propto \rmn^3$和$\rmn \sim (tγ/πη)\ln [tγ/(ηR)]$ ;因此在三维中也是如此。与外部粘性流体的聚结的情况下，也进行了详细的分析和数值研究。一个显着不同的结构中，发现外部流体形成一个环形气泡的半径$Δ\propto \rmn^{3/2}$在弯月面和$\rmn \sim (tγ/4πη) \ln [tγ/(ηR)]$。这种基本差异是由于外部流体粘度的存在，无论多么小。对于由$R$缩放的长度，$\rmn(t)\ll1$的渐近流的完整描述涉及阶为$\rmn^2, \rmn^{3/2}$、\rmn $, 1 and probably $ \rmn^{7/4} $的长度尺度的匹配。
1999-03-10 physics.flu-dyn
Conformable 1D steady-state Navier-Stokes equations to describe flow through porous media
从广义协调空间导数的定义出发，针对粘性和惯性-粘性定常Navier-Stokes一维模型，提出了一种带三个参数的指数协调函数$(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
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
Time-dependent lift and drag on a rigid body in a viscous steady linear flow
Aix-Marseille Univ.（艾克斯-马赛大学）；Gothenburg University（哥德堡大学）
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
Effect of velocity, fluid properties and drop shape on coalescence and neck oscillation
IITK（印度理工学院坎普尔分校）
研究通过轴对称数值模拟探讨了液滴在深液池中的合并动力学，分析了速度、粘度和液滴形状对合并及颈振荡的影响，揭示了惯性、粘性和重力力在合并过程中的作用机制。
2026-02-07 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
