Evaporation of ethanol-water droplet at different substrate temperatures and compositions
实验研究了固定体积的不同组成的乙醇-水二元混合液滴在不同衬底温度（Ts）下的蒸发动力学。在T_s= 25 ℃时，纯液滴的蒸发过程为钉扎阶段，而二元液滴的蒸发过程则分为两个阶段：早期钉扎阶段和后期后退阶段。在二元液滴中，更易挥发的乙醇蒸发得更快，导致蒸发过程在早期阶段呈非线性趋势。本文在T_s= 25 ℃下观察到的现象与前人在室温下观察到的现象相似。更有趣的动力学是观察在蒸发过程中的二元液滴在升高的衬底温度。我们发现，液滴的寿命表现出非单调的趋势，增加乙醇浓度的二元混合物，{可以归因于}的非理想行为的水-乙醇二元混合物。随着Ts的增加，（50%乙醇+50%水）二元液滴的寿命呈对数下降。在T_s= 60 ℃时，我们观察到一个早期的铺展阶段，一个中间的钉扎阶段和一个晚期的蒸发消退阶段。与T_s= 25 oC不同，在蒸发过程的早期，T_s= 60 oC时纯水液滴的接触角大于90 °。后期阶段的界面不稳定性，甚至液滴破碎观察到一些（虽然不是所有）二元混合物组合物。在T_s= 60 oC时，不同组分的蒸发动力学表现出自相似的趋势。最后，在不同的基板温度下的纯和二元液滴的蒸发速率进行比较，对纯和二元混合物液滴的理论模型。
2019-07-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Nonlinear Analysis of Chaotic Flow in a Three-Dimensional Closed-Loop Pulsating Heat Pipe
对三维闭环脉动热管中的混沌流动进行了数值模拟。蒸发段和冷凝段分别采用热流边界条件和恒温边界条件。水和乙醇被用作工作流体。流体体积法（VOF）已被用于两相流模拟。采用功率谱密度（PSD）方法对温度时间序列进行谱分析。PSD图中主峰的存在表明在特定频率下温度振荡具有周期或准周期行为。在相同的操作条件下，乙醇作为工作流体的关联维数值高于水。以水和乙醇为工作流体的PHP的李雅普诺夫指数值的相似范围表明李雅普诺夫指数对PHP的结构和尺寸的强依赖性。在温度振荡的周期或准周期行为下，得到了重构的三维吸引子的O形环结构图案。PHP与水和乙醇的最小热阻分别为0.85度/W和0.88度/W。在相同的操作条件下，模拟结果与其他工作的实验结果吻合较好。
2016-08-02 physics.flu-dyn
Self-wrapping of an ouzo drop induced by evaporation on a superamphiphobic surface
多组分液滴的蒸发对于各种技术至关重要，并且由于其在自然界中的普遍存在而具有许多潜在应用。超双疏表面，即超疏水和超疏油的表面，不仅可以为水滴而且可以为油滴提供低润湿性。在本文中，我们的实验，数值和理论研究的蒸发过程中毫米级的无柄乌佐滴（透明的混合物的水，乙醇，和反式茴香脑）与低润湿性的超双疏表面。蒸发触发的茴香酒效应，即低于特定乙醇浓度的油微滴的自发乳化，由于水和乙醇之间的蒸发通量分布和挥发性差异，优先发生在液滴的顶点。数值模拟也再现了这一观察结果。茴香酒滴的体积减小的特征在于两个不同的斜率。最初的陡峭斜率主要是由乙醇的蒸发引起的，其次是水的蒸发较慢。在后期，由于马兰戈尼力，油包裹在液滴周围，形成油壳。我们提出了一个近似的扩散模型的干燥特性，预测的蒸发液滴与实验和数值模拟结果一致。这项工作提供了一个先进的理解茴香酒（多组分）滴的蒸发过程。
2017-06-05 physics.flu-dyn
Inflow boundary conditions determine T-mixer efficiency
我们报告了一个全面的实验计算研究的一个简单的T形混合器的雷诺数高达$4000$。在实验中，我们确定的混合时间应用Villermaux-Dushman表征水-水混合物。在数值模拟中，我们解决了最小的（柯尔莫哥洛夫）流尺度的空间和时间。实验测得的混合时间和数值计算的偏析强度之间获得了很好的一致性，特别是在湍流区，这验证了这两种方法。我们确认，混合时间主要是由特定的功率输入，在大多数混合模型假设。然而，我们表明，通过适当地操纵的流入条件下，所需的功率输入，以实现给定的混合时间可以减少了六个因素。我们的研究能够详细调查流体动力学对化学反应和沉淀过程的影响，以及湍流和微观混合模型的详细测试。
2019-09-26 physics.flu-dyn
Evaporation-triggered microdroplet nucleation and the four life phases of an evaporating Ouzo drop
蒸发液滴在自然界和技术中无处不在，例如在喷墨打印、涂覆、材料沉积、医疗诊断、农业、食品工业、化妆品或液体溢出中。虽然在过去的二十年里，人们已经深入研究了纯液体、具有分散颗粒的液体或甚至液体混合物的蒸发，但是还没有探索具有不同挥发性和互溶度的液体的三元混合物的蒸发。在这里，我们表明，这种三元混合物的蒸发可以触发一个相变和混合物的组成部分之一的微滴的成核。作为模型系统，我们选择了一个固着的乌佐液滴（从日常生活中已知-水，乙醇和茴香油的透明混合物），并揭示和理论上解释其四个生命阶段：在第一阶段，球形帽状液滴保持透明，而更易挥发的乙醇蒸发，由于那里的奇异性，优先在滴的边缘。这导致局部乙醇浓度降低，并相应地导致油滴在那里成核。这是第二阶段的开始，在第二阶段中，油微滴在整个液滴中迅速成核，导致其乳白色，这是所谓的“Ouzo效应”的典型代表。一旦所有乙醇蒸发，现在具有特征性非球形帽形状的液滴再次变得清晰，水滴位于油环上（阶段III），完成相转化。最后，在第四阶段，所有的水都蒸发了，留下一个微小的球形油滴。
2017-06-05 physics.flu-dyn
Evaporating pure, binary and ternary droplets: thermal effects and axial symmetry breaking
希腊开胃酒Ouzo不仅以其独特的茴香风味而闻名，而且当加入水时，它能够从透明的可混溶液体变成乳白色的乳液。最近，已经表明，这种所谓的乌佐效应，即油微滴的自发乳化，也可以通过蒸发的固着乌佐液滴中的乙醇的优先蒸发来触发，导致具有多个相变的令人惊讶的丰富干燥过程[H. Tan等人，Proc. Natl. Acad. Sci. USA 113（31）（2016）8642]。由于接触线附近的蒸发增强，油滴的成核在边缘处开始，这导致油环环绕液滴。此外，油滴通过快速溶质Marangoni流平流通过Ouzo滴。在这篇文章中，我们调查蒸发的混合物液滴更详细，通过连续增加混合物的复杂性，从纯水超过二元水-乙醇混合物的三元乌佐混合物（水，乙醇和茴香油）。特别是，轴对称和全三维有限元方法模拟已经进行了这些液滴讨论的热效应和复杂的流动液滴驱动的相互作用的优先蒸发，蒸发冷却和溶质和热Marangoni流。通过使用图像分析技术和微型PIV测量，我们能够比较数值预测的体积演变和速度场与实验数据。通过共聚焦显微镜进一步研究了Ouzo液滴。结果表明，油环的出现主要是由于聚结。
2017-06-21 physics.flu-dyn
Plasmonic Microbubble Dynamics in Binary Liquids
实验研究了表面等离子体微泡在水/乙醇二元溶液中的生长。通过用连续波激光照射金纳米颗粒阵列来产生微泡。等离子体气泡表现出乙醇浓度依赖性行为。当乙醇浓度低于67.5%时，固液界面上不存在气泡。当f_e值大于80%时，气泡的行为与纯乙醇中的气泡相同。只有在67.5%<f_e <80%的中间窗口中，我们才能发现具有高度非平凡时间演化的固着等离子体泡，其中作为时间的函数，可以分辨出三个相。(1)在第一阶段，微泡生长，同时摆动。(2)一旦蠕动停止，微泡进入第二阶段，在第二阶段中，微泡突然收缩，随后是（3）稳定的再入生长阶段。我们的实验表明，在第二个区域的微气泡的突然收缩是由三相接触线的脱钉事件。我们系统地改变乙醇浓度，激光功率和激光光斑大小，以解开水的再冷凝作为在第2阶段突然气泡收缩的基本机制。
2021-01-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Marangoni-driven freezing dynamics of supercooled binary droplets
Tsinghua University（清华大学）
研究通过实验揭示了超冷却二元液滴冻结动力学由固结诱导的溶质Marangoni流驱动，并定量预测了冰晶迁移和生长速率。
2025-11-11 physics.flu-dyn
Airborne Ouzo: Evaporation-induced emulsification and phase separation dynamics of ternary droplets in acoustic levitation
本研究通过实验探究声悬浮Ouzo三元液滴的蒸发动力学，揭示其蒸发的四个阶段并分析乳化过程，证明声悬浮适用于空中物理化学操控。
2023-12-20 physics.flu-dyn
Convection in binary fluid mixtures: A model of four coupled amplitudes
我们认为，在瑞利-贝纳德对流的二元流体混合物，如乙醇-水在积极的分离比和小路易斯数导致一个分叉序列的平方，振荡横滚，静止横滚，和辊图案。我们提出了一个系统的四个耦合的振幅，是能够模拟所有重要的属性。
2006-03-24 physics.flu-dyn
Mixing in confined fountains
本文实验研究准二维受限喷泉中的混合行为，通过乌佐混合物和盐水射流实验揭示密度差是决定喷泉浓度的关键参数，并证明稳态混合程度主要由发展阶段决定。
2023-04-14 physics.flu-dyn
Spreading and retraction dynamics of sessileevaporating droplets comprising volatile binary mixtures
研究了由二元混合物组成的挥发性液滴在加热衬底上的沉积动力学。利用润滑理论，我们开发了一种新的单侧模型来预测的挥发性二元混合物在具有高润湿性的基板上形成的蒸发固着轴对称液滴的扩展和收缩。考虑了液滴性质随浓度的变化以及惯性的影响，研究了具有运动接触线的细液滴。参数空间进行了探索和由此产生的润湿和蒸发的影响进行了评估。在所有情况下，增加溶质Marangoni应力增强铺展速率，接近超铺展液体的铺展速率。为了验证我们的模型，进行实验与二元乙醇-水滴从下面加热的亲水性载玻片上传播。量化的铺展速率，揭示了在接触线处更易挥发的组分（乙醇）的优先蒸发驱动超铺展，在某些情况下导致接触线不稳定。我们的模型和实验之间的定性协议，与定量协议正在实现的扩散率。
2020-09-22 physics.flu-dyn
Unexpectedly absence of Marangoni convection in an evaporating water meniscus
通常认为，在小尺度下，表面张力驱动的流动占主导地位。从限制在毛细管中的乙醇/甲醇的弯月面的蒸发诱导Marangoni对流在弯月面已被以前的研究人员调查。然而，Marangoni对流是出乎意料的缺乏在蒸发水弯月面限制在一个小的微通道，这是在这项工作中报告。利用共焦显微PIV技术对水弯月面附近的速度场进行了研究。水弯月面形成在填充有水的微通道的端部，保持弯月面暴露于大气。蒸发水弯月面附近的流动是由毛细流动补充弯月面失水和蒸发诱导温度梯度引起的浮力流动共同作用引起的。单向毛细管流动占主导地位的小毛细管尺寸，而循环浮力对流占主导地位，在较大的毛细管尺寸。本文所报道的在蒸发水弯月面处的非预期流动行为将有助于进一步研究界面现象。
2020-04-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Upstream motion of oil droplets in co-axial Ouzo flow due to Marangoni forces
Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；University of Twente（特文特大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）；Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization（马克斯·普朗克动力学与自组织研究所）
研究发现马兰戈尼力导致油滴在共轴Ouzo流中逆流运动，揭示了多组分液体中滴的运动机制。
2025-11-06 physics.flu-dyn
Two-Color LIF investigation of mixing during droplet impact onto a thin liquid film
Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
本文利用双色激光诱导荧光技术研究液滴撞击薄液膜的混合过程，通过同时测量液膜厚度和标量浓度，揭示早期混合机制，并建立经验关联式描述混合均匀性随雷诺数和液膜厚度的变化。
2026-03-19 physics.flu-dyn
Fluid mixtures in nanotubes
本文的目的是通过连续介质力学的方法研究纳米管中的流体混合物。该模型从平均场分子理论中的统计分布出发，并使用泰勒级数的密度展开。我们得到了密度空间导数限制在二阶的体积自由能的连续表达式。根据壁和液体或蒸汽混合物块的化学特性，纳米管可以填充有液体或蒸汽。考虑在20{ \textdegree } C下碳纳米管内部由水和乙醇构成的双流体混合物的实例。当直径足够小时，纳米管中充满了液体混合物，无论是液体还是蒸汽混合物。碳壁影响流体组分的比例，有利于乙醇。穿过纳米管的流体混合物流动可能比经典的流动重要得多，如果外部体积是蒸汽，则该流动可以比Poiffille流动大几十万倍。
2018-07-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The interactions between two drops floating on a partially miscible liquid pool
University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
研究了液滴在部分混溶液体池中的相互作用，探讨了Cheerios效应与溶质马兰戈尼流的竞争，揭示了液滴排斥、合并和反弹三种行为及形成润滑层的机制。
2025-12-14 physics.flu-dyn
Osmotic and diffusio-osmotic flow generation at high solute concentration. II. Molecular dynamics simulations
在本文中，我们探讨渗透运输的分子动力学（MD）模拟。我们首先考虑透过膜的渗透，并研究在稀和高浓度状态下不完全半透膜的反射系数。然后，我们探讨了扩散渗透流动的溶质-溶剂流体相邻的固体表面，由化学电势梯度平行于表面。我们提出了一种新的非平衡分子动力学（NEMD）方法来模拟扩散渗透，通过施加外力在每个粒子上，这适当地模仿化学电势梯度的溶质，尽管周期性的边界条件。该NEMD方法的线性响应理论的基础上，通过匹配的迁移率与他们的Green-Kubo表达式进行了理论验证。最后，我们将该框架应用于更现实的系统，即与二氧化硅或石墨烯表面接触的水-乙醇混合物。
2017-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
