Capillary Breakup of a Liquid Bridge: Identifying Regimes and Transitions
计算的液体桥的分裂是用来建立适用性的限制不同的分裂制度的相似性解决方案。这些制度是基于特定的粘性惯性平衡，即不同的限制的Ohnesorge数$Oh$。为了准确地建立政权之间的过渡，最小的桥梁半径是通过四个数量级的解决使用一个专用的多尺度有限元方法。这使我们能够构建一个定量的相图的破碎现象，其中包括最近发现的低$Oh$粘性制度的外观。用于量化的相似性解决方案的准确性的方法，使我们能够确定一些以前未观察到的功能的解体，最显着的振荡收敛的粘性惯性相似性解决方案。最后，我们讨论了新的发现如何为理论和实验分析带来了一些挑战。
2016-04-12 cond-mat.mes-hall physics.flu-dyn
Visualization of the flow profile inside a thinning filament during capillary breakup of a polymer solution via particle image velocimetry (PIV) and particle tracking velocimetry (PTV)
研究了聚合物溶液在变薄毛细管桥中的流动特性。使用直径为3 $μ$ m的荧光示踪剂颗粒使流动可视化。灯丝的圆柱形形状引入了可以校正的强光学像差，并且我们能够表征厚度范围为150至30 $μ$ m的灯丝中的流动。在第一个政权时，细丝仍然是足够大的，我们使用PIV算法推导流场。在后期阶段，当观察平面中的粒子数量减少时，使用PTV算法。我们测量的两个主要结果如下。首先，在圆柱形长丝形成时的流动轮廓是高度不均匀的，并且仅在长丝的外部部分中存在流动。第二，我们发现，在大部分地区的制度，其中的时间半径的变薄细丝可以拟合指数律的流动确实是纯粹的拉伸。
2012-05-02 physics.flu-dyn
Confinements regulate capillary instabilities of fluid threads
我们研究了在低流速下受限流体螺纹的破裂，以了解不稳定机制。为了确定早期的准稳定颈缩阶段和后期的不稳定崩溃阶段之间的临界条件，模拟和实验被设计为在极低的流量下操作。临界平均半径在颈部中心确定的基本微流体配置的停流方法。分析研究揭示了两个不同的起源毛细管不稳定性。一种是由几何约束和外部流动引起的毛细压力梯度，另一种是由约束决定的局部毛细压力和内部压力之间的竞争。
2019-02-19 physics.flu-dyn
Capillary Flow of Oil in a Single Foam Microchannel
当使用适当的表面活性剂时，油和水性泡沫可以紧密混合而不破坏泡沫。在这封信中，我们表明，一个泡沫，最初没有油，可以吸引一个油滴的毛细管力的作用下，并通过水网络拉伸它。我们专注于一个单一的水平泡沫通道，称为高原边界的石油吸入。在这种受限通道中，吸胀动力学由毛细作用和粘度之间的平衡控制。然而，我们的系统的标度律不同于在多孔介质，如含水泡沫的经典吸胀。这是由于液体通道的特殊几何形状：充满发泡溶液的平台边界总是凹的，而充满油时它们可以是凸的或平的。最后，局限在高原边界的油段塞在膜破裂后碎裂成液滴。
2013-12-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Frequency selection in a gravitationally stretched capillary jet in the jetting regime
在重力作用下下落的毛细射流在下游变薄的同时不断伸展。我们在这里报告的外部周期性强迫这样一个空间变化的射流在喷射制度的影响。令人惊讶的是，产生最不稳定射流的最佳强迫频率被发现是高度依赖于强迫振幅。利用一维Eggers & Dupont（J. Fluid Mech.，Vol.262，1994，205-221）方程，我们通过非线性模拟和线性稳定性分析来研究这种情况。在局部框架的WKBJ形式主义，建立弱非平行流，无法捕捉非线性模拟结果定量。然而，在全球范围内，补充了一个简单的近似所需的响应规范诱导分手的预解式分析，正确地预测在一个给定的强迫振幅和由此产生的射流破碎长度的最佳强迫频率。预解式分析的结果与非线性模拟的结果吻合良好。
2019-08-10 physics.flu-dyn
Dripping-onto-droplet rheometry of sodium alginate solutions
Mines Paris, PSL University（巴黎矿业学院，巴黎文理研究大学）；Universidade Estadual Paulista ‘Julio de Mesquita Filho’（圣保罗州立大学）；Universidade Federal do Rio de Janeiro（里约热内卢联邦大学）
通过滴落-到-液滴毛细管破裂流变学测量海藻酸钠溶液的拉伸松弛时间，识别出三种流动状态，并建立关联断裂时间与德博拉数的二维图。
2026-07-07 physics.flu-dyn
Gravity-capillary wave interactions generated by moving disturbances: Euler equations framework
本文的目的是研究两个沿自由表面运动的扰动共振激发的重力-毛细波的相互作用。该问题是制定使用完整的欧拉方程和数值计算进行了简化的域通过使用保角映射的自由表面。我们专注于近临界流动与中间毛细效应和他们的主要特点。在超临界状态下，波的相互作用可以是强非线性的，从而导致波破碎的发生。在亚临界状态下，产生孤立波，孤立波被困在来回反弹的扰动之间。此外，我们注意到的被困波的数量上的距离的干扰的依赖性。此外，不同于只考虑扰动时，我们发现，临界政权捕获的亚临界和超临界政权的功能，同时。
2021-07-16 physics.flu-dyn
Axisymmetric gravity-capillary standing waves on the surface of a fluid
本文报道了部分浸入流体中的垂直振动圆环产生的轴对称重力-毛细驻波的实验研究。不同的制度的驻波突出显示在盆地中心取决于强迫参数：线性，非线性和喷射制度。对于弱强迫，驻波显示共振响应，接近圆形盆地的固有频率，由线性理论预测。对于较强的强迫，我们观察到实验的驻波的空间分布打破了上下对称性，并很好地描述了一个三阶非线性理论。当强迫进一步增加时，在盆地中心的轴对称波峰的最大高度被发现与其波长线性增加，由于其陡度的饱和，一个结果以及捕获的建议模型。
2023-01-10 physics.flu-dyn
Rheology of three-phase suspensions determined via dam-break experiments
三相悬浮液，即悬浮分散的固体颗粒和气泡的液体，在自然和工业环境中都很常见。它们的流变性受到很差的限制，特别是对于高总悬浮部分（$\gtrsim 0.5$）。我们使用溃坝稠度计来表征（牛顿）玉米糖浆、塑料颗粒和CO $_2$气泡的悬浮液的流变学。这项研究的动机是希望了解岩浆和熔岩的流变学。我们的实验规模的火山系统：他们是在非布朗，非惯性制度进行;气泡毛细管数跨单位变化;和气泡和颗粒分数分别为$0\leqϕ_{gas}\leq0.82$和$0\leqϕ_{solid}\leq0.37$。我们测量流动前沿的速度和反演的Herschel-Bulkley流变模型作为$ϕ_{gas}$，$ϕ_{solid}$，和毛细管数的函数。我们发现一个更强的相对粘度增加$ϕ_{gas}$在低到中等的毛细管数制度比现有的理论预测，并发现剪切稀化和剪切增稠的效果，取决于毛细管数。我们将我们的模型应用于现有的熔岩流侵位社区代码PyFLOWGO，并预测与当前流变模型相比粘度增加和速度降低，这表明现有模型可能无法充分考虑气泡在硬化熔岩中的作用。
2021-08-23 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Quantitative analysis of the dripping and jetting regimes in co-flowing capillary jets
我们研究了一种液体射流，它在一个封闭的微流体几何形状内的外部共同流动的液体中分解成液滴。射流破碎可以在喷嘴之后以称为滴落的现象发生，或者通过从喷嘴破碎长距离的液体射流的产生发生，这称为喷射。传统上，这两个制度已被认为反映了两种时空不稳定性的流体射流，滴状制度对应于一个绝对不稳定的射流和喷射制度对流不稳定射流的存在。在这里，我们提出了定量测量的滴水和喷射制度，无论是在一个非强制性的和强制的状态，并比较这些测量与最近的理论研究的时空不稳定性的有限液体射流在一个共同流动的液体。在非受迫状态下，液体射流的振荡和破碎的频率被测量，并与理论预测进行比较。作为内流率的函数的射流振荡的主频率同意定性与理论预测的喷射制度，但不是在滴制度。在强制状态下，实现与周期性的激光加热，滴制度被发现是不敏感的扰动和液滴形成的频率保持不变。相反，喷射方案放大了外部施加的频率，其在由外部力施加的频率下转化为液滴的形成。总之，滴状和喷射状态分别表现出绝对和对流不稳定流的主要特征，但滴状状态中的频率选择不受稳定性分析预测的绝对频率的支配。
2011-09-29 physics.flu-dyn
Confinement-induced evolution and breakup of viscoelastic filaments in microfluidic coflows
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）
该研究通过实验结合分析，揭示微流体共流中限域粘弹性丝的破裂受耦合壁-剪切-弹性机制控制，建立了相关预测框架，明确了四种流型及失稳规律。
2026-08-07 physics.flu-dyn
Transition to elasto-capillary thinning dynamics in viscoelastic jets
该研究使用Basilisk代码首次完整模拟了粘弹性射流的射流与破裂过程，通过FENE-P本构方程和对数构象变换，系统探究了喷嘴内部流动、初始轴向动量及聚合物链可伸展性对射流细化动力学和破裂特性的影响。
2023-12-11 physics.flu-dyn
Effects of nanoparticles and surfactant on droplets in shear flow
我们提出了三维数值模拟，采用完善的格子玻尔兹曼方法，并探讨表面活性剂和纳米粒子作为添加剂在流体-流体界面之间的异同。我们报告他们各自的表面张力这样的接口上的效果。接下来，我们将流体液滴剪切和探索液滴的变形特性，其相对于剪切流的倾斜角，在界面处的颗粒的动力学，以及破碎的可能性。颗粒被认为不影响界面的表面张力，虽然它们确实改变了整体界面自由能。颗粒不会保持均匀分布在界面上，而是在优选区域中形成簇，只要施加剪切，这些簇就稳定。然而，虽然整体结构保持稳定，但单个纳米颗粒漫游液滴界面，其旋转频率在液滴界面的中间最高，垂直于剪切流，并且随着毛细管数增加。当表面活性剂或颗粒加入液滴界面时，我们恢复了液滴小变形的泰勒定律。表面活性剂的影响被捕获在毛细管数，但吸附的块状颗粒的惯性增加变形在较高的毛细管数，并最终导致更容易破碎的液滴。
2012-04-03 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
The fluid dynamics of a viscoelastic fluid dripping onto a substrate
本研究针对基底滴落法（DoS）这一低黏度非牛顿流体拉伸流变探测技术，通过Basilisk代码开展自适应轴对称模拟，结合一维模型与FENE-P流体解析解拟合方法，揭示了弹-毛细管区域的力作用机制，提升了弛豫时间测定精度。
2024-04-10 physics.flu-dyn
Newtonian fluid invasion into a Yield-Stress Fluid-Saturated Medium
Université Paris-Saclay, CNRS, FAST（巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心，FAST）；PoreLab, Department of Physics, Norwegian University of Science and Technology（孔隙实验室，挪威科技大学物理系）；Université Paris-Saclay, CNRS, LPTMS（巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心，LPTMS）；PoreLab, Department of Physics, University of Oslo（孔隙实验室，奥斯陆大学物理系）
本研究通过孔隙网络模型，发现牛顿流体驱替宾汉屈服应力流体时，除经典Lenormand模式外，还存在低粘度比下的树状和高粘度比下的柱状两种新侵入模式，并建立了突破条件。
2026-09-14 physics.flu-dyn
When does the elastic regime begin in viscoelastic pinch-off?
本研究重新审视粘弹性断裂中弹性区起始问题，推导出一个适用于高低粘度聚合物溶液的临界半径 $h_1$ 通用标度，并通过 CaBER 实验和 FENE-P 模型数值模拟验证。
2024-06-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Viscoelastic Multicomponent Fluids in confined Flow-Focusing Devices
采用基于格子玻尔兹曼模型（LBM）的数值模拟方法，研究了弹性对微流体交叉点中液丝断裂的影响。在小毛细管数下工作，我们研究了非牛顿相在从交叉结处的液滴形成（DCJ）和交叉结下游的液滴形成（DC）的转变中的影响（Liu & Zhang，${\it Phys. Fluids.}$ ${\bf 23}$，082101（2011））。粘弹性被发现影响的断裂点的线程，移动更接近交叉路口和稳定。这归因于在器件的侧通道与主通道相遇的拐角流中形成的聚合物反馈应力的增加。
2016-11-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
The nonlinear states of viscous capillary jets confined in the axial direction
我们报告的实验和理论研究的全局稳定性和非线性动力学的垂直射流的粘性液体限制在轴向方向上，由于它们的影响浴相同的液体。先前的工作表明，在没有轴向限制的情况下，由于流率值$Q$低于某一临界值$Q_c$时的轴对称全局模式，稳定的液体线变得不稳定，引起振幅增加的振荡，最终导致滴落状态（Sauter & Buggisch，J. Fluid Mech.，2005; Rubio-Rubio等人，流体力学杂志，2013年）的报告。在这里，我们专注于射流长度$L$的效果，发生的转变为减少值的$Q$。线性稳定性分析表明，与我们的实验，揭示了$Q_c$单调增加与$L$，达到半无限射流渐近线的大值的$L$。此外，随着$L$减小，达到准静态极限，由此$Q_c \to 0$和中性条件由流体静力学确定的临界长度给出。我们的实验还揭示了存在一个新的政权之间的稳定喷射和滴水，其中线程达到一个极限环状态没有分手。因此，我们表明，存在三种可能的状态取决于控制参数的值，即稳定喷射，振荡喷射和滴。对于液体粘度和喷射器半径$R$的两种不同组合，在$Q-L$参数平面中确定了分隔这些区域的边界，表明对于足够小的$L$值或足够大的$Q$值存在稳定喷射，对于足够小的$Q$值或足够大的$L$值存在滴下，并且振荡喷射发生在中间区域中，该中间区域的尺寸随着液体粘度而增大，并且随着$R$而减小。
2018-02-23 physics.flu-dyn
Effects of anisotropic confinement on droplet rebound from superhydrophobic surfaces
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
研究各向异性约束对超疏水表面液滴反弹的影响，通过带凹槽基板实现约束，用非理想多弛豫时间格子玻尔兹曼方法模拟并验证。扩展液滴模型，组织两种模式，探讨壁亲和力影响，表明此约束改变了接触时间减少的问题本质。
2026-07-21 physics.flu-dyn
