Particle interaction with binary-fluid interfaces in the presence of wetting effects
本文提出欧拉-拉格朗日结合相场法与浸没边界法的数值方法，模拟润湿效应下固体颗粒与二元流体界面的相互作用，并通过二维、三维验证及接触角、剪切变形等算例证明其有效性。
2023-09-20 physics.flu-dyn
Wetting failure and contact line dynamics in a Couette flow
研究了具有两种任意粘度不互溶流体的二维Couette系统的液-液润湿破坏。这个问题是解决了精确地使用尖锐的界面处理的流体力学（润滑理论）的毛细管数，粘性比和分离的规模，即滑移长度与宏观尺度的系统的函数。根据系统的有关参数，详细分析了临界速度的存在性，在临界速度以上没有稳态解。与现有的其他几何形状的分析进行了比较。数值分析方法也提出了，从多相扩展的晶格玻尔兹曼方程（LBE）的扩散界面模型的基础上。尖锐的界面和扩散界面模型进行定量比较面对面的扩散界面模型的适用性的正确限制。
2008-12-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Spontaneous shrinkage of droplet on wetting surface in phase-field model
相场论被广泛应用于多相流的模拟。由于界面能和体能的重新分布，液滴可以自发地收缩或生长，以使系统能量最小化。本文研究了液滴在平面上的自发行为。发现存在一个与接触角、畴尺寸和界面宽度有关的临界半径，低于此半径液滴将最终消失。特别地，当接触角是亲水性的时，临界半径可以非常大。通过模拟不同接触角、畴尺寸和界面宽度的表面上的液滴，数值验证了临界半径的理论预测。
2019-06-18 physics.flu-dyn
Theory of wetting-induced fluid entrainment by advancing contact lines on dry surfaces
我们报告的发病时，流体夹带的接触线被迫提前超过任意润湿性的干燥固体。我们表明，夹带发生在一个临界的前进速度超过维持界面形状的毛细，粘性和接触线之间的平衡不再满意。润湿耦合到流体力学通过设置在小尺度的界面的形态和粘性摩擦的前面。我们发现，界面可以维持的临界变形是由接触线处的摩擦和驱替和被驱替流体之间的粘度差控制的，从而导致丰富多样的润湿夹带制度。我们讨论了我们的理论的潜在用途，使用原子力显微镜测量接触线的力量，并研究夹带利用超低表面张力的胶体聚合物流体的微流体条件下。
2013-06-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Dynamic wetting experiment with nitrogen in a quasi-capillary tube
本研究通过低温实验探究惯性主导下液氮的润湿动力学，发现动态接触角与毛细数的线性关系及前进/后退条件的差异，定义等效接触角并验证其与实际接触角无关，还明确了不同管径下界面振荡的主导作用力。
2023-10-09 physics.flu-dyn
On the hydrodynamic behaviour of the immersed boundary -- lattice Boltzmann method for wetting problems
The Cyprus Institute（塞浦路斯研究所）；Tor Vergata University of Rome（罗马托维塔大学）；Télécom Paris, IP Paris（巴黎电信学院，巴黎理工学院）；CNR - Istituto per le Applicazioni del Calcolo（意大利国家研究委员会计算应用研究所）；Inria and LIX (École Polytechnique), IP Paris（法国国家信息与自动化研究所与LIX实验室（巴黎综合理工学院），巴黎理工学院）；University of Cyprus（塞浦路斯大学）
本文研究了基于浸入边界-格子玻尔兹曼方法的mesoscale模型在润湿动力学中的流体行为，通过与边界元方法和体积为流方法的对比，探讨了该方法的适用性及接触线模型特性。
2026-04-19 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Finite Element Framework for Describing Dynamic Wetting Phenomena
动态润湿现象的有限元模拟，需要在一个域中的流动计算相交的液体-流体的自由表面和液体-固体界面，与三相接触线移动穿过固体，被认为是。对于这类流动，不同的有限元法（FEM）的实施已被提出在文献中，这些被认为是产生明显矛盾的结果。本文的目的是开发一个强大的框架，这些流动的有限元模拟，然后，通过进行数值实验，为今后的调查提供指导。在新的框架中，液体-固体界面上的边界条件在方法上类似于自由表面上的边界条件，使得在接触线处的方程，在那里的接口满足，应用没有任何特别的改动。新的实现消除了复杂的动量方程旋转的需要，通常需要应用边界条件法向和切线的固体表面。所开发的代码允许收敛的解决方案进行研究的空间分辨率的计算网格是不同的许多数量级。这使得有可能提供实际的建议所需的空间分辨率的数值方案为一组给定的无量纲相似性参数。此外，可以检查文献中使用的各种实现并评估其性能。最后，它示出了如何的框架可以被推广到帐户额外的物理效应，如梯度表面张力。附录中提供了一个用户友好的分步指南，详细说明了整个实施过程，并允许读者轻松复制所有呈现的结果。
2010-09-07 physics.comp-ph physics.flu-dyn
A dual resolution phase-field solver for wetting of viscoelastic droplets
提出了一种新的基于双分辨率策略的粘弹性流体运动接触线相场求解器。采用Cahn-Hilliard相场模型跟踪两种不互溶流体的界面，并将粘弹性引入相场框架。这种方法的主要挑战是在界面处具有足够的分辨率以接近尖锐界面方法。这里提出的方法解决了这个问题，通过求解网格上的相场变量的两倍精细的速度，压力，和聚合物应力本构方程。该方法是基于二阶有限差分离散的完全耦合的Navier-Stokes方程，聚合物本构方程和Cahn-Hilliard方程，它是在一个2D的类锯齿形区域分解，以受益于现有的高度可扩展的并行算法。一个基于FFT的求解器是用于Helmholtz和泊松方程与不同的全球规模。在大密度和大粘度比的情况下，采用分裂法施加动态接触角边界条件。实验数据和以前的数值研究在2D和3D的实施进行了验证。结果表明，双分辨率方法产生几乎相同的结果，同时节省计算时间的牛顿和粘弹性流动在3D。
2021-11-08 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Mass diffusion and bending in dynamic wetting by phase-field and sharp-interface models
针对动态润湿中锐界面模型的接触线奇异性问题，提出一种结合质量扩散与界面弯曲的锐界面玩具模型，通过与相场模型对比验证鲁棒性，为接触线问题提供低成本高效解决方案。
2025-11-12 physics.flu-dyn
On the Consistency of Dynamic Wetting Boundary Conditions for the Navier-Stokes-Cahn-Hilliard Equations
本文研究Navier-Stokes-Cahn-Hilliard二元流体模型在尖锐界面极限下接触线动态润湿边界条件的一致性，通过Couette流基准算例验证扩散界面模型与尖锐界面模型结果高度吻合。
2024-07-08 cs.NA math.NA physics.flu-dyn
Fluid wetting and penetration characteristics in T-shaped microchannels
本研究通过实验和图像处理，揭示了T形微通道中几何参数对流体润湿与渗透的影响，发现小裂隙、锐边缘和高流速可增强界面钉扎并阻止渗透，且倒角半径影响更显著。
2024-11-11 physics.flu-dyn
Curvature estimation from a volume of fluid indicator function for the simulation of surface tension and wetting with a free surface lattice Boltzmann method
自由表面格子玻尔兹曼方法（FSLBM）是将流体力学格子玻尔兹曼方法（LBM）与流体体积（VOF）界面捕捉技术相结合，用于模拟不可压缩自由表面流动的方法。通过从VOF指示函数中提取界面的曲率并在自由边界处施加压力跃变来模拟毛细效应。然而，从VOF描述中获得精确的曲率估计可能会引入显著的误差。本文报道了三种不同的表面张力模型在标准试验情况下的数值结果，并比较了速度场（杂散流）的相应误差。此外，FSLBM被证明是适合于模拟固体边界处的润湿效应。为此，提出了一种新的方法来表示润湿边界条件的最小二乘曲率重构技术。分析了当前FSLBM的主要局限性，发现其主要局限性是由其简化的平流方案引起的。提出了可能的改进。
2016-02-10 physics.flu-dyn
Soft particles at a fluid interface
添加到流体界面的颗粒可用作食品、石油和化妆品工业中的表面稳定剂。作为刚性颗粒的替代方案，考虑高度可变形的颗粒可以在界面处适应其构象是有希望的。在这项研究中，我们使用分子动力学模拟的交联聚合物凝胶的软弹性颗粒的形状计算，补充连续计算的基础上的线性弹性。结果表明，颗粒形状不仅受颗粒的杨氏模量的影响，但也强烈依赖于凝胶是部分或完全润湿的流体界面。我们发现，分子模拟的部分润湿的情况下，是非常准确地描述了连续介质理论。相比之下，当凝胶是完全润湿的流体界面的线性理论崩溃，我们揭示了分子的细节有很强的影响的平衡形状。
2015-11-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Covariance-Driven Momentum Rectification at Liquid-Vapor Interfaces Near Wetting Transitions
Astrum Drive Technologies；Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad Central de Venezuela（委内瑞拉中央大学理学院物理系）
本研究针对零均值外力下液-气界面的定向输运问题，构建了基于局部响应场与切向驱动力协方差的守恒连续介质模型，揭示了润湿转变附近的动量整流规律与增益机制，并提出对称性约束的动量核算方案。
2026-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
An efficient threshold dynamics method for wetting on rough surfaces
LSEC, Institute of Computational Mathematics and Scientific/Engineering Computing, NCMIS, AMSS, Chinese Academy of Sciences（中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所）；The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
本文提出一种高效体积保持阈值动力学方法，用于模拟粗糙表面的润湿过程，该方法基于扩展域内加权表面积功能的最小化，具有O(N log N)复杂度且稳定可靠。
2016-10-16 cs.NA math.NA physics.flu-dyn
Thermal fluctuations of an interface near a contact line
用解析和数值方法研究了部分润湿不可渗透基底的液体界面接触线附近的热涨落效应。提升的界面轮廓和接触线的位置为随机变量，我们探讨了相应的波动接触线问题的平衡性质的基础上的界面哈密顿量涉及的“接触”结合势。为了便于分析处理，我们考虑一维界面的情况。接触线处的有效边界条件由无量纲参数确定，该无量纲参数编码微观尺度下的热能和衬底能量的相对重要性。我们发现，这个参数控制从部分润湿到伪部分润湿状态的过渡，后者的特征在于由固定厚度的薄预湿膜。相反，在部分润湿状态下，轮廓通常经由指数变薄的预润湿膜接近基底。我们表明，独立的物理在微观尺度上，杨氏角恢复足够远离基板。界面和接触线的波动引起有效分离压力，随高度呈指数下降。因此，波动提供了一个正则化的奇异接触力发生在相应的确定性问题。
2016-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.flu-dyn
Experimental study of dynamic wetting behavior through curved microchannels with automated image analysis
针对电力电子密封微裂纹内流体渗透的可靠性问题，提出一种可分析非透明样品微通道内动态润湿的高精度自动化图像处理方法，验证了分子动力学理论对高曲率微通道润湿行为的描述有效性。
2024-06-07 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
Dynamic wetting failure in curtain coating by the Volume-of-Fluid method
在本文中，我们研究动态润湿的幕涂配置。在自适应笛卡尔网格上，采用流体体积法求解两相流纳维-斯托克斯方程。我们引入Navier边界条件来正则化三相点处的解，并消除由单元中心界面平流引起的隐式数值滑移。我们用一个恒定的接触角来描述动态接触线。控制方程的分辨率使我们能够预测发生润湿故障的基板速度。模型预测与先前的计算和实验观察。
2020-05-21 physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann simulation of viscous fingering of immiscible displacement in a channel using an improved wetting scheme
提出了一种基于格子Boltzmann颜色梯度模型的改进润湿边界实现策略。该方法基于扩散界面假设，在接触线区域引入了一个附加界面力条件。它已被验证了三个基准问题：静态液滴润湿的平面和曲面，和动态毛细管填充。在这三种情况下都表现出良好的业绩。本文在严格验证方案的基础上，重新研究了二维通道中不混溶流体驱替的粘性指进现象。该模型具有粘度比大、接触角范围宽、动接触线精确、表面张力与粘度相互独立等优点。我们发现接触角与位移速度或手指长度的变化呈线性关系。当粘度比小于20时，驱替速度随粘度比的增大而增大，随毛细管数的减小而减小;当粘度比大于20时，驱替速度趋于某一常数。对指长的变化也得到了类似的结论。
2017-07-04 physics.flu-dyn
Wetting, roughness and hydrodynamic slip
固液界面处的流体动力学滑移是目前我们理解流体力学的中心。数百年来，这门科学一直依赖于固液界面处的无滑移边界条件，该条件已成功地应用于模拟许多宏观实验，并且该界面的状态在确定流动方面起着次要作用。然而，问题并不那么简单，最近又重新讨论了这个问题。由于界面性质的变化，如润湿性和粗糙度，这一经典的边界条件可能会被违反，导致流体动力学滑动。在这一章中，我们回顾了最近的进展，在不同的情况下，流体动力学边界条件的理解和期望，主要集中在过去十年的关键文件。我们主要强调疏水性，粗糙度，特别是它们的组合对流动性能的影响。特别是，我们表明，疏水滑移可以显着影响粗糙度的存在下，通过诱导新的流体动力学现象，如巨大的界面滑移，超流性，混合，和低流体动力学阻力。展望了今后的研究方向。
2011-06-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Contact Angle Hysteresis on Rough Surfaces Part II: Energy Dissipation via Microscale Interface Dynamics
表面的润湿行为是非常重要的各种应用，如超疏水表面，提高石油采收率，金属矿石开采和防冰表面等粗糙的表面，这是规则，而不是例外，设计纹理表面的润湿性能，以适应这些应用程序通常涉及生物模仿或试错。现有的润湿理论，如众所周知的Wenzel（1936）和Cassie & Baxter（1944）模型，不能预测润湿状态，重要的是，仅给出单个平衡角，而不是实际观察到的稳定的接触角（滞后）范围。在本文中，我们使用粗糙度尺度的机械能平衡（在第一部分中导出）结合基于开源软件（Surface Evolver（Brakke 1992））的微尺度界面动力学模拟来计算化学均匀粗糙表面上的界面运动过程中的能量耗散。该耗散用于仅根据表面粗糙度形貌和平衡接触角的知识来预测接触角滞后（CAH）。我们模拟的界面动力学与圆边正方形柱的周期性阵列装饰的表面，并表明，能量耗散的变化近似为$ϕlnϕ$与面积分数（$ϕ$），并成为零为$ϕ \to 0$。我们的方法预测的CAH与Forsberg等人的实验结果吻合良好。（2010），特别是在低面积分数。我们还计算CAH的接口移动在45 $°$的表面周期性的方向，表明实验测量括号0 $°$和45 $°$前进方向的结果。
2023-03-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
General wetting energy boundary condition in a fully explicit non-ideal fluids solver
本文提出一种全显式非理想流体求解器中的通用润湿能量边界条件，通过将界面厚度信息隐式纳入润湿能量，缓解了恒定接触角边界条件在极端角度下的不稳定性，并正确恢复平衡接触角。
2023-07-10 physics.flu-dyn
Wetting Fronts in Porous Media
润湿锋的动力学被认为是在吸液过程中的流体通过一个圆形的绘图区域到多孔基板。这个过程的数学模型，假设不可压缩的达西流，提出了完整的有限元方案之前，求解这组方程，让读者重现所有提出的结果。进行渐近分析，揭示达西方程的假设和它产生的解决方案之间的矛盾，以及定性结果的润湿前和宏观接触角的行为。整个润湿区域的速度和压力分布，以及与讨论的润湿前和参数的演变图。
2020-04-02 physics.flu-dyn
The role of wetting on the flow of two immiscible fluids in porous media
通过混合相场-浸入边界方法模拟多孔介质中两相流体界面动力学，揭示了毛细数和润湿性对毛细指进与稳定穿透模式的影响，并提出基于穿透长度和速度识别界面模式的新方法。
2024-05-30 physics.flu-dyn
Interface shapes in microfluidic porous media: conditions allowing steady, simultaneous two-phase flow
Aberystwyth University（阿伯里斯特威斯大学）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
研究探讨了微流体多孔介质中稳定同时两相流的条件，通过分析毛细压力和几何形状的影响，揭示了桥接现象和snap-off发生的机制。
2021-08-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Modification of the fluctuation dynamics of ultra-thin wetting films
我们报道了分子间力对支撑液膜涨落的影响。使用光致热梯度，我们形成纳米薄膜的润湿液体在玻璃基板上，范德华力平衡的热毛细力。我们发现，在较低的频率下，薄膜界面的波动动力学强烈修改的分子间力。跨越三个频率十年的数据是在良好的协议与理论预测占范德华力。我们的研究结果强调了当流体被限制在纳米尺度时，分子间力对热波动的相关性。
2021-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Wetting heterogeneity in mixed-wet porous media controls flow dissipation
研究了具有良好空间润湿性相关性的功能化玻璃微珠密相填充体系中的压力控制驱替油/水界面。如果相同类型润湿域的典型延伸$ξ$小于平均珠直径$d$，则观察到增强的耗散。使用X射线显微断层摄影术的三维成像显示，对于不同的$ξ$，残余液滴体积$s$的频率$n(s)$塌陷到相同的曲线上。这表明小$ξ$的额外耗散是由于接触线钉扎而不是毛细管破裂/聚结事件的增加。
2014-07-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.geo-ph
Numerical wetting benchmarks -- advancing the plicRDF-isoAdvector unstructured Volume-of-Fluid (VOF) method
本文通过近壁输运、液滴平面/球面铺展和二维毛细上升四项基准，验证并确认了 plicRDF-isoAdvector 非结构化 VOF 方法处理润湿问题的准确性与可用性。
2025-01-07 physics.flu-dyn
Controlling fingering instabilities in Hele-Shaw flows in the presence of wetting film effects
本文研究了Hele-Shaw盒中两种不互溶粘性流体之间的界面运动。我们认为一个薄的润湿膜落后的位移流体，这动态地影响在流体-流体界面处的压降通过引入非线性依赖于界面速度的影响。在这个框架中，分析了两种感兴趣的情况：注射驱动流（膨胀演化）和提升板流（收缩演化）。特别是，我们调查的可能性，控制指进不稳定性的发展，在这两个不同的Hele-Shaw设置时，考虑到润湿效应。利用线性稳定性理论，我们分别找到了控制扩张和收缩演化过程中出现的手指数目所需的与时间相关的注入速率$Q(t)$和与时间相关的提升速度${\dot b}(t)$.我们的研究结果表明，润湿的考虑导致$Q(t)$ [和${\dot b}(t)$ ]的幅度增加相比，非润湿策略。此外，一个光谱精确的边界积分方法被用来检查的有效性和有效性的控制协议在完全非线性政权的动态和确认，建议的注射和提升计划是可行的策略，规定的形态所产生的图案中存在的润湿膜。
2021-03-09 physics.flu-dyn
Non-isothermal wetting during impact of millimeter size water drop on a flat substrate: numerical investigation and comparison with high-speed visualization experiments
这项工作的目的是开发和验证一个数值模型来研究润湿过程中的影响毫米大小的滴在一个平坦的，光滑的，固体基板在等温或非等温条件下。采用有限元模型模拟了瞬态流体动力学和传热过程，并考虑了液-气边界上的拉普拉斯力。拉格朗日方法可以非常精确地跟踪自由表面变形。在这项工作中，数值模型扩展到占温度依赖性的粘度和动态润湿的接触线。通过数值计算，研究了动力学润湿参数对润湿起始和润湿行为的影响。我们的研究结果显示润湿的影响上的传播和瞬态液滴形状。此外，数值计算结果进行了比较，高速可视化，等温和非等温冲击的情况下。模拟和高速可视化之间的匹配允许确定动力学润湿参数的值。我们的主要发现是，热液滴传播更多的冷液滴，因为粘性力的减少，而不是因为润湿的增加。
2010-10-13 physics.flu-dyn
Wetting simulation of the porous structure of a heat pipe using an eXtended Discontinuous Galerkin Method and a Parameterized Level-Set
针对毛细管两相流模拟中三相接触线奇点的挑战，提出基于扩展间断伽辽金法（XDG）和参数化水平集的新方法，通过全局解析表示界面提升稳定性与计算效率，经椭圆函数等解析表达式验证，在有/无蒸发的毛细管上升模拟中有效。
2025-02-13 physics.flu-dyn
Effect of inertia on the dynamic contact angle in oscillating menisci
气-液界面与固体表面之间的接触角是接触线的动态条件的函数。经典的稳定相关性将接触角与接触线速度联系起来。然而，尚不清楚它们是否在惯性存在的情况下以及在理想润湿流体的情况下成立。我们分析了两种不同流体，即HFE 7200（完全润湿）和软化水在加速条件下的液体界面形状和相应的接触角。该装置由U形准毛细管组成，其中液柱响应于两侧之一上的压力阶跃而振荡。我们从高速背光可视化中获得了界面形状的演变，并将界面模型拟合到实验数据中，以估计所有控制力和接触角的贡献。传统的界面模型不能预测大的界面加速度和接触线加速度下的界面形状及其接触角。我们提出了一个新的模型来解释的加速度，我们讨论了其对测量的瞬态接触角的影响。
2022-08-10 physics.flu-dyn
Wetting Splashing
我们目前的流体动力学视频说明润湿飞溅产生的水滴在高冲击速度（$\sim 3$ ms $^{-1}$）的疏水微结构上的冲击。该基材由正方形或六边形晶格的规则和透明的微观纹理组成，产生高接触角的$\sim 150 ^\circ$。我们的高速顶视图或仰视图记录通过透明表面揭示了固体-液体-空气界面的影响。尽管网格状微柱具有超疏水性（周期为10 μm），但水滴润湿了某个中心区域，并且在液滴下方捕获了气泡。在高冲击速度下，空气向外飞溅时，除中心湿区外，还形成了薄层冲浪。还研究了微图案和空气压力对撞击结果的影响。我们发现，微观边界条件，施加的固体纹理，深刻地影响宏观流动动力学超疏水表面在高冲击速度。此外，液体和固体之间的空气在定向飞溅中起着至关重要的作用，这可以通过降低空气压力来消除。
2010-10-15 physics.flu-dyn
Viscoelastic wetting transition: beyond lubrication theory
本文针对粘弹性液体推导了基于二阶流体模型的广义润滑理论，突破了传统润滑近似仅适用于小接触角的限制，并应用于浸涂几何构型中，揭示了法向应力对任意接触角下接触线运动的影响。
2024-11-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Wetting boundaries for ternary high density ratio Lattice Boltzmann Method
我们扩展了最近提出的三元自由能晶格玻尔兹曼模型与高密度对比度，将润湿边界在固体壁。这些方法是基于强制和几何方案，与实施优化三元（更一般的高阶多组分）模型。每种方法的优点和缺点都通过进行静态和动态测试来解决，包括取代气相的液体的毛细管填充动力学，以及液滴的训练的自推进运动。此外，我们测量动态角，并表明滑移长度关键取决于平衡值的接触角，以及它是否属于液-液或液-气界面。这些结果验证了模型模拟固体边界附近复杂三元流体动力学问题的能力，例如跌落冲击被润滑层覆盖的固体基底。
2019-04-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dynamic wetting effects in finite mobility ratio Hele-Shaw flow
本文在Hele-Shaw盒中研究了动态润湿对高粘度流体径向注入低粘度流体的非混相驱替的影响。被置换的流体可以留下覆盖单元壁的拖尾膜，动态地影响流体界面处的压降。通过考虑边界元法中的非线性压降，我们构造了一个Picard格式来迭代预测有限流度比流态下的界面速度和随后的位移。动态润湿延迟的发病手指分叉的界面生长的后期阶段，并在高的本地毛细管数可以改变分叉的基本模式，产生截然不同的手指形态。在低迁移率比制度，我们看到，手指的相互作用减少和特征的手指断裂机制被延迟，但从来没有完全抑制。在高迁移率比制度，手指屏蔽减少时，动态润湿。指分叉被延迟，这允许初级指在次级指产生之前进一步前进到域中，从而降低竞争水平。
2021-03-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Characterization of wetting using topological principles
理解润湿行为对于自然系统和技术应用具有重要意义。传统的接触角概念是一种与曲率有关的纯几何度量，常用于表征体系的润湿状态。它可以通过应用平衡热力学从杨氏方程确定。然而，接触角是否是具有显著复杂性的系统的润湿的代表性量度尚不清楚。在这里，我们假设，基于高斯-博内定理的拓扑原理可以产生一个强大的措施来表征润湿。理论和实验我们引入了一个宏观的接触角的基础上的赤字曲率的流体界面，所施加的接触与其他不混溶相。我们进行固着液滴模拟多孔烧结玻璃和Bentheimer砂岩的多相实验，以评估拓扑方法的灵敏度和鲁棒性，并将结果与其他传统方法进行比较。结果-我们表明，所提出的拓扑原理是一致的热力学最简单的条件下，通过变分分析。此外，我们阐明，在足够高的图像分辨率的拓扑方法和本地接触角测量是可比的。虽然在较低的分辨率下，所提出的方法提供了更准确的结果，对基于分辨率的影响具有鲁棒性。总体而言，所提出的概念开辟了新的途径来表征复杂系统的润湿状态和理论发展，研究多相系统。
2020-05-06 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Numerical simulation of wetting phenomena by a meshfree particle method
TU Kaiserslautern（凯泽斯劳滕工业大学）；Fraunhofer ITWM（弗劳恩霍夫工业数学研究所）；TU Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
本文采用无网格粒子法模拟润湿现象，利用不可压缩纳维-斯托克斯方程建模两相流，通过连续表面力模型引入表面张力，采用Chorin投影法离散方程，通过不同颜色和材料属性区分不同流体相，利用加权平均捕捉两相流，并通过最小二乘法计算差分算子，结果与解析解和已有测试案例对比，结果吻合良好。
2014-06-18 cs.NA math.NA physics.flu-dyn
