On the collective behavior of interacting polydisperse microbubbles
要充分挖掘MB的应用潜力，需要对其复杂的动力学有很好的理解。对MB振荡的更好理解可以进一步提高其在许多应用中的功效，并发明新的应用。以前的研究主要是解决一个单一的孤立MB在一个无限的液体域中的行为，而大多数应用程序采用MBs在集群。振荡的MB已经被证明产生二次压力波，该二次压力波修改在其附近的MB的动力学。修正的Keller-Miksis方程用于考虑气泡间的相互作用。集群内的每个MB的振荡动力学计算通过数值求解耦合的非线性二阶微分方程得到的系统。频率响应分析和分叉图被用来跟踪相互作用的MB的动力学。在这里，我们调查的多分散MB集群的动态在很宽的范围内的声学和几何参数。观察到气泡簇内出现的集体行为，由此抑制较小气泡的个体动力学，导致由簇内最大MB的动力学主导的集体行为。气泡簇内较小微气泡的涌现动力学可以通过气泡间的建设性和破坏性相互作用来表征。在建设性的相互作用，较小的气泡的径向振荡匹配的最大MB和他们的振荡放大。在破坏性相互作用中，较小气泡的振荡被抑制，使得它们的振荡与最大MB的振荡相匹配。此外，建设性的相互作用的一个特殊情况下，占主导地位的MB（最大）可以迫使较小的MB进入倍周期和次谐波振荡。
2019-01-14 physics.app-ph physics.flu-dyn
Correlation of the dynamic contact angle with the capillary number and its hysteresis
动接触线问题具有重要的理论和实际意义。动态接触角随接触线速度定义的毛细管数而变化，并且相关性还取决于在静态下测量的平衡接触角。这种相关性通常需要作为输入到传统的求解器的基础上的Navier-Stokes方程，但它是作为一个输出在当前的研究中使用格子玻尔兹曼方法（LBM）在两个不混溶流体的驱替过程中模拟。宏观理论和分子动力学（MD）模拟显示了动态接触角的余弦的线性标度律，这在先前的LBM研究中也在小毛细管数的短范围内和两种中性润湿条件下观察到。然而，我们的研究表明，这种线性标度律适用于整个范围内的毛细管数，是普遍的所有润湿条件。在具有零平衡接触角的完全润湿（铺展）的特殊情况下，当润湿性非常强时出现润湿流体的薄膜，这导致滞后，需要相当大的毛细管数来引发动态接触角偏离其平衡态。这一观察结果与先前关于由于自由液膜的存在而导致静态接触角滞后的新机制的报道一致。随着毛细管数的增加，流体-流体界面在指进之前开始振荡。对于具有不同平衡接触角的情况，观察到不同的指进模式。
2022-06-28 physics.flu-dyn
Streaming controlled by meniscus shape
在接近毛细管长度尺度的体系中，经常会出现一种称为弯月面波的表面波。由于弯月面形状决定了弯月面波的形式，因此所产生的流动循环具有与文献中最近报道的其他毛细重力波所引起的结构不同的结构。在本研究中，我们通过控制边界润湿性产生对称和反对称的弯月面形状，并通过垂直振荡弯月面来激发弯月面波。对称和反对称结构产生不同的表面毛细-重力波模式和流动结构。在两种配置中，流动循环的能量密度以强迫振幅的四次方的速率增加。在对称弯月面条件下，流动循环的流动对称性得以保持，而在反对称弯月面条件下，流动循环的流动对称性丧失。在我们的实验中，流动循环主要来源于弯月面下的Stokes边界层，并且可以用现有的流动理论成功地解释。
2019-09-03 physics.flu-dyn
Wave Vortices Around Oscillating Subwavelength Holes: Water-Wave Observation
Fudan University（复旦大学）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯基克，巴斯克科学基金会）；RIKEN Center for Quantum Computing, RIKEN（理研量子计算中心，理研）；University of Michigan（密歇根大学）
研究通过亚波长孔和单束入射波生成可控的II型涡旋，揭示了相位结构和拓扑电荷的调控机制，为二维波系统中的亚波长涡旋工程提供新方法。
2026-04-29 physics.flu-dyn physics.optics
Wall-damped Faraday waves in horizontally oscillating two-layer fluid flows
本文实验研究水平振荡双层流体端壁附近法拉第波的起始机制，发现其由毛细力与粘性力平衡调控，阻尼由壁面斯托克斯层厚度决定，并用弱阻尼马蒂厄方程给出临界加速度标度律，与实验高度吻合。
2024-10-18 physics.flu-dyn
Finite stopping times for freely oscillating drop of a yield stress fluid
本文讨论了具有屈服应力的自由表面流体的非受迫运动是否存在有限停时的问题。推导了具有自由表面的屈服应力流体动力学问题的变分不等式。假设自由表面以正常速度发展.我们还考虑了沿自由表面作用的毛细力。基于变分不等式，得到了动能和自由能变化率与粘塑性内能耗散和外力功平衡的能量等式。进一步，本文考虑了Herschel-Bulkley流体液滴在表面张力作用下的自由小振幅振荡。在一定的假设条件下，证明了当屈服应力参数为正且流动指数$α$满足（$α\ge1$）时，振荡的有限停止时间$T_f$存在.几个数值实验的结果说明了分析，揭示了问题的参数上的依赖性的$T_f$，并建议从屈服状态到刚性的一个瞬时过渡的整个下降。
2016-11-24 physics.flu-dyn
The dynamics of a capsule in a wall-bounded oscillating shear flow
本文用加速边界积分方法研究了初始球形胶囊在壁面振荡剪切流中的运动。采用neo-Hookean模型作为胶囊膜的本构关系。当施加的剪切的振荡周期是弹性膜的弛豫时间的顺序时，观察到最大的壁正常迁移;因此，最佳毛细管数与振荡频率的倒数成比例，并且在高频振荡的限制下，该比率与理论预测一致。迁移速度随剪切频率和囊壁距离的增大而单调减小。我们报告了一个显着的相关性胶囊横向迁移和正常的应力差异引起的流动。胶囊变形的周期性变化与迁移速度和正应力差的周期性变化大致同相，其频率为施加剪切的两倍。当变形受到沿相同方向施加剪切的时间限制而不是受到膜可变形性限制时，在达到较高毛细管数的平台之前，最大变形随膜弹性线性增加。膜的最大变形的比例作为到壁的距离的1/3的权力观察胶囊和液滴在近壁稳定剪切流。
2015-07-18 physics.bio-ph physics.comp-ph 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
Theoretical modeling of capillary surfer interactions on a vibrating fluid bath
本文通过将毛细冲浪体建模为振荡点源并推导界面变形解析解，建立了其流体动力相互作用理论，成功重现实验中的七种束缚态与群集行为，并揭示束缚态在毛细波长上的量子化稳定性结构。
2023-01-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Resonance behavior of a bubble near a spherical inclusion
Univ Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1（里昂大学，克洛德·贝尔纳里昂大学）；Univ Lyon, INSA Lyon, CNRS, Ecole Centrale de Lyon（里昂大学，里昂国立应用科学学院，法国国家科学研究中心，里昂中央理工学院）
本文建立了一个解析模型，研究在粘性可压缩流体中，气体微泡在任意大小和力学性质（刚性、流体或粘弹性）的球形夹杂物附近振荡的频率响应，并展示了通过扫描气泡频率响应反演粘弹性物体（如类红细胞颗粒）力学特性的方法。
2026-06-02 physics.flu-dyn
The dynamics of inextensible capsules in shear flow under the effect of the nature state
本文研究了在简单剪切流中，自然状态对不可伸展胶囊运动的影响。除了胶囊的内部流体和外部流体的粘度比之外，当改变剪切速率时，自然状态效应也对具有两种公知运动之间的过渡起作用，所述运动为翻滚和罐踩踏（TT），其中长轴围绕固定倾角振荡（摆动模式）。在较窄的毛细管数范围内，获得了双凹静止胶囊摆动模式下翻滚和TT之间的间歇区域。在该区域内，胶囊的动力学是翻滚和TT的混合，具有摆动模式;当具有翻滚运动时，膜罐在小范围内前后踩踏。由于毛细管数非常接近且低于具有摆动模式的纯TT的阈值，因此胶囊在每个循环中的若干TT周期之后翻滚一次。一个循环中的TT周期的数量相对于毛细管数的减少而减少，直到胶囊交替地具有一个翻滚和一个TT周期，并且这种交替运动存在于毛细管数的范围内;然后当进一步减少毛细管数时，胶囊在两个连续的TT周期之间进行更多的翻滚，并且最终显示纯翻滚。估算了出现间断区的临界溶胀比。
2014-07-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Finite-system size effects in gravity-capillary wave turbulence
Université Paris Cité, CNRS, MSC Laboratory, UMR 7057（巴黎西岱大学，法国国家科学研究中心，MSC实验室）
研究通过实验探讨有限系统尺寸对重力-毛细波湍流的影响，发现通过调节波陡峭度或限制条件可改变波谱特性，并观察到从离散到连续波湍流的平滑过渡。
2026-01-14 nlin.CD physics.ao-ph physics.class-ph
Liquid film dynamics with immobile contact line during meniscus oscillation
本文从理论上分析了圆柱形毛细管中液体和蒸汽之间弯月面振荡时的液膜动力学。通过使用泰勒气泡理论，在润滑近似下计算了沉积液膜的动态轮廓，该润滑近似考虑了膜长度的有限性，即考虑了接触线的存在。后者被假定为固定在表面缺陷上，因此是固定的;接触角允许变化。流体流动对弯月面中心部分曲率的影响被忽略。由于薄膜的变化，该曲率随时间变化，并作为解的一部分确定。膜动力学取决于初始接触角，其是在振荡期间获得的最大接触角。平均膜厚作为系统参数的函数进行了研究。数值结果与现有的实验数据和准稳态近似的结果进行了比较。最后，振荡弯月面的问题被认为是占相对于饱和温度，这导致蒸发的毛细管壁的过热。当过热超过一个相当低的阈值时，与钉扎接触线的振荡是不可能的，并且需要考虑由蒸发引起的接触线衰退。
2021-08-03 physics.flu-dyn
Phase Transitions of Oscillating Droplets on Horizontally Vibrating Substrates
本研究通过多体耗散粒子动力学模拟，系统分析了水平振动基底上液滴的振荡相变，基于毛细数划分了三种相态并揭示了其转变机制与不稳定性，为微反应器等应用提供了重要见解。
2025-10-31 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A Dynamic Film Model of the Pulsating Heat Pipe
本文论述了脉动热管（PHP）的数值模拟，并基于最近应用于单泡PHP的膜蒸发/冷凝模型（Das等人，2010年，“热诱导两相振荡流内的毛细管，”国际热质传递杂志，53（19- 20），第。3905- 3913）。所描述的数值代码可以处理任意数量的气泡和分支的PHP。PHP内部发生的几种现象被考虑在内：合并的液体塞，膜结或破裂，等模型再现了一些实验观察到的制度的PHP的运作，如混沌或间歇性振荡的大幅度。对PHP传热的一些结果进行了讨论。
2021-11-16 physics.class-ph physics.flu-dyn
Tractor beam on the water surface
一个人能发出一个波把一个物体从远处带过来吗？一般的想法是受到最近成功地利用光移动微粒和牵引光束概念的发展的启发。然而，对于流体表面，唯一已知的范例是斯托克斯漂移模型，其中线性平面波在波传播的方向上推动颗粒。在这里，我们展示了如何从一个大的距离，通过发送一个表面波朝它，我们开发了一种新的方法，形成向内和向外的表面射流，静止的漩涡，和其他复杂的表面流动，使用非线性波产生的垂直振荡柱塞远程操纵的浮子。可以通过改变造波机的几何形状和功率以及水流消散来设计水流。新方法是强大的，工程长重力和短毛细波。我们使用一种新的方法，可视化的表面上的3D粒子轨迹。这封信介绍了一个新的概念框架来理解波驱动流。研究结果为流体表面物体的远程操纵奠定了基础，并将有助于更好地理解海洋表面漂浮物的运动和波浪驱动射流的产生。
2014-07-02 physics.flu-dyn
Bubble-assisted micromixing via thermally excited intrinsic air within microfluidic systems
Energy, Water, and Environment Research Center, School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology（伊朗理工大学机械工程学院能源、水和环境研究中心）
本文提出了一种基于热激发内在空气产生长气泡的微流体微混合方法，通过低功耗实现高效均匀混合，适用于多种微流体应用。
2025-07-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Wave turbulence revisited: Where does the energy flow?
非线性相互作用的波浪系统中的湍流称为波浪湍流。自Kolmogorov的开创性工作以来，人们已经知道湍流动力学是由通过波长尺度的定向能量通量控制的。我们证明了波湍流中的能量级联可以是双向的，也就是说，可以同时流向大和小的波长尺度从它被注入的泵浦尺度。这一观察结果与现有的实验和波浪湍流理论形成鲜明对比，其中能量通量仅沿一个方向流动。我们证明了双向能量级联改变了系统中的能量收支，并导致形成类似于海洋流氓波的大尺度、大振幅波。为了研究表面波湍流，我们利用了温度为1.7K的超流氦He-II的自由、弱电荷表面上的毛细波。虽然He-II表现出非经典的热力学效应和量子化涡度，但其表面上的波与具有极低粘度的经典牛顿流体上的波相同。通过振荡电场直接驱动带电表面的可能性和He-II的低粘度使我们能够隔离表面动力学，并在比经典流体实验更宽的频率范围内研究非线性表面波。
2014-04-03 math-ph math.MP nlin.CD
