Viscous damping of gravity-capillary waves: Dispersion relations and nonlinear corrections
讨论了粘性对空气和大深度流体界面表面波非线性传播的影响。经过调查的色散关系的可用近似，我们建议修改的流体动力学边界条件，模拟短波和长波。从他们，我们推导出一个非线性薛定谔方程，其中线性和非线性部分修改耗散和前者起着主要作用的重力和毛细重力波，而在大多数情况下，后者只代表小的修正。这为文献中发现的阻尼传播的常规方法提供了理由。
2018-12-17 physics.flu-dyn
Numerical estimate of the viscous damping of capillary-gravity waves: A macroscopic depth-dependent slip-length model
本文提出了一种数值方法来正则化圆柱形容器中运动接触线粘性毛细重力波计算中出现的接触线奇异性。线性化的纳维-斯托克斯方程由容器侧壁上的宏观Navier-like滑移条件补充，其中深度变化的滑移长度将接触线处的自由滑移条件桥接到远离弯月面的无滑移条件。根据来自文献的建议，选择该特征穿透深度作为与本征频率有关的典型斯托克斯层厚度。由于后者是未知的，由此产生的非线性本征值问题，首先简化使用无粘本征频率估计的斯托克斯层厚度。该解决方案，然后示出提供一致的结果相比，文献中使用的无粘本征模估计的不同来源的耗散与被忽略的角落区域的渐近方法。这表明，这种数值正则化方案是合适的检索物理上有意义的结果。
2022-07-14 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
A Numerical Study of Capillary and Viscous Drainage in Porous Media
本文综述了作者近年来在多孔介质两相流方面的研究成果。
2000-05-22 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Capillary currents and viscous droplet spreading
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
研究粘性液滴在粗糙基底上的扩散行为，提出新的毛细流模型，解释了不同尺度液滴的扩散规律。
2026-01-31 physics.flu-dyn
Time-dependent nonlinear gravity-capillary surface waves with viscous dissipation and wind forcing
本研究提出时变保角方法研究粘性对陡峭表面波的影响，发现粘性抑制小表面张力下的分岔结构且解具时间稳定性，为含粘性水波数值计算提供了无需求解完整Navier-Stokes方程的简便方法。
2025-01-13 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
Viscous Taylor droplets in axisymmetric and planar tubes: from Bretherton's theory to empirical models
本研究的目的是推导出精确的模型，定量表征毛细管中非零粘度液滴的动态特性。特别是，我们提出了用于将液滴从管壁分离的均匀膜厚度的模型，用于液滴前部和后部曲率和压力跳跃的模型，以及用于在毛细管数范围内的液滴速度的模型，$Ca$，从$10^{-4}$到$1$和内部到外部粘度比，$λ$，从$0$，即气泡到高粘度液滴。在小毛细管数的限制下获得的理论渐近结果与在较大$Ca$下的精确数值模拟相结合。有了这些模型，我们可以计算液滴引起的压降。低毛细管数（$Ca<10^{-3}$）下的膜厚度与$λ<1$一样长的气泡的Bretherton标度一致。对于较大的粘度比，在$λ>10^3$饱和到比气泡的膜厚度大$2^{2/3}$倍的值之前，膜厚度单调增加。在较大的毛细管数下，膜厚度遵循Aussillous \& Quéré（2000）提出的气泡有理函数，其拟合系数取决于粘度比。该系数修改了在大毛细管数下膜厚度饱和的值。液滴的速度被发现是强烈依赖于毛细管数和粘度比。计算$Ca>10^{-3}$的压降时，液滴前后帽的法向粘性应力不可忽略。
2018-07-02 physics.flu-dyn
Capillary levelling of a cylindrical hole in a viscous film
利用原子力显微镜和基于薄膜理论和自相似性的定量分析标度参数研究了粘性聚苯乙烯薄膜中圆柱形孔的毛细整平。松弛的孔被证明是由两个不同的时间制度：早期制度的孔的相对侧不相互作用，和后期制度的孔填充。对于后者，自相似的渐近轮廓推导出解析，并显示出与实验数据非常吻合。最后，一个二元系统的两个孔在紧密的距离进行了研究，其中个别孔填补了在早期的时间和合并在较长的时间。
2014-01-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Forced three-wave interactions of capillary-gravity surface waves
三波共振相互作用构成耦合毛细表面波的基本非线性机制。在之前的工作中，Haudin等人[Phys. Rev E 93，043110（2016）]，我们已经通过实验表征了这种子波机制的产生，其振幅由于粘性耗散而饱和。在这里，我们通过实验证明子波的产生验证了共振条件，但不是色散关系。通过模拟最低非线性阶的自由表面的响应，我们解释了这种观察作为一个强迫相互作用。{The自由表面的线性传递函数的带宽确实由于显著的粘性耗散而增加。这样就有可能观测到不遵循线性色散关系的自由表面激励。这种强迫三波相互作用机制可能会对实验或自然系统中具有不可忽略耗散的波湍流产生重要影响。
2019-07-09 physics.flu-dyn
Ripples in Thin Films
粘性薄膜上的毛细波纹是涂层和润滑流动的重要特征。在这里，我们提出了基于数字全息显微镜的实验，测量毛细波纹的形态提前的粘性液滴传播的预润湿表面上的纳米级分辨率。我们的实验表明，在增加的传播速度，波纹的振幅首先增加，随后减小。在临界传播速度以上，波纹甚至完全消失，这种转变伴随着波纹波长的发散。这些意见定量解释使用线性波分析，超出通常的润滑近似，说明新的现象时出现的毛细管数成为为了统一。
2019-03-09 physics.flu-dyn
Direct numerical simulations of microlayer formation during heterogeneous bubble nucleation
本文通过直接数值模拟研究刚性壁面气泡因压降膨胀时的微液层形成，发现其出现于高毛细数状态，且微液层高度由粘性效应主导，与经典理论吻合。
2024-05-27 physics.flu-dyn
Capillary-driven flow induced by a stepped perturbation atop a viscous film
在润滑理论中，由毛细作用驱动的粘性薄液膜通过薄膜方程得到了很好的描述。在这篇文章中，我们提出了这个方程的一个特定的初始配置文件的解析解：阶梯扰动。这个初始条件允许线性化的问题，使其服从傅立叶分析。获得并表征溶液。对于热方程中的温度阶跃，证明了第一类完全演化的自相似性，并导出了过剩自由能的长期表达式。此外，流体动力场的描述。然后将该解决方案与来自模型系统的实验曲线进行比较：高于玻璃化转变温度的聚苯乙烯纳米台阶由于毛细作用而流动。良好的协议，使这种聚合物液体的毛细管速度的精确测量，而不涉及任何数值模拟。更一般地，由于这些结果适用于由毛细作用驱动的任何粘性系统，因此本解决方案可以在薄粘性膜的流体动力学中提供有用的工具。
2012-10-22 cond-mat.soft math-ph math.MP
On the mechanics of droplet surface crater during impact on immiscible viscous liquid pool
研究了液滴撞击不混溶粘性液体池的过程，并通过实验和理论分析研究了液滴表面凹坑的形成。我们归因于形成的空气弹坑的快速减速液滴由于粘性阻力。液滴对外部冲击减速力的响应在暴露于空气的表面上引起振荡模式，形成毛细波，毛细波传播以形成各种形状和尺寸的空气坑。我们引入了一个无量纲参数（$Γ$），即作用在液滴上的阻力与毛细力之比。我们表明，$Γ$是直接成正比的毛细管数。我们发现，液滴形成的空气火山口的显着深度有$Γ>1$。此外，我们证明了勒让德多项式可以局部近似的中央空气火山口射流的轮廓。我们还破译了空气撞击坑响应时间尺度（$T$）随撞击韦伯数（$T{\sim}We^{1/2}$）的平方根而变化。此外，我们概括了当地的液滴响应与全球响应模型的基础上的特征值问题的低冲击能量。我们表示为一个动态接触线的受约束的Rayleigh下降问题的渗透下降。空气-水界面动力学分析使用无粘液滴变形模型的小变形振幅。液滴的局部响应理论和整体响应理论是一致的，并描述了变形轮廓可以表示为勒让德多项式基的本征模的线性叠加。我们发现，由于这种动态接触线的存在，液滴在不混溶碰撞系统中的响应不同于混溶碰撞系统。
2022-09-29 physics.flu-dyn
The effect of viscous relaxation on the spatiotemporal stability of capillary jets
研究了具有充分发展的初始速度分布的轴对称层流毛细管射流的线性时空稳定性特性，其中，对于雷诺数$Re=Q/(π\,a\,ν)$和弗劳德数$Fr=Q^2/(π^2\,g\,a^5)$两者的大值，$a$是喷射器半径，$Q$是体积流量，$ν$是运动粘度，$g$是重力加速度。基本流的下游发展及其稳定性的近似公式，利用射流细长。基流被认为取决于两个参数，即斯托克斯数，$G=Re/Fr$，和韦伯数，$We=ρ\,Q^2/(π^2\,σ\,a^3)$，其中$σ$是表面张力系数，而其线性稳定性也取决于雷诺数。当在局部稳定性问题中保留非平行项时，分析预测韦伯数的临界值，$We_c(G,Re)$，低于该临界值，在射流的近场内存在局部绝对不稳定的口袋。函数$We_c(Re)$计算的浮力自由射流，显示出显着的差异与以前获得的结果与均匀的速度剖面。可以看出，在考虑重力效应时，用Morton数和Bond数$Mo=ν^4 ρ^3 g/σ^3$和$Bo=ρg a^2/σ$代替$G$和$Re$来表示临界韦伯数的参数依赖性更为方便。该替代公式对于描述给定液体的射流对于已知的$g$值是有利的，因为所得到的莫顿数变得恒定，从而留下$Bo$作为唯一的相关参数。计算得到的地球重力作用下水射流的$We_c(Bo)$函数$We_c(Bo)$与Clanet \& Lasheras（J.Fluid Mech.vol.383，1999，…
2019-12-04 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
Compression-driven viscous fingering in a radial Hele-Shaw cell
本文研究径向 Hele-Shaw 腔中气体压缩性对黏性指进的影响，提出压缩数这一新无量纲参数，并通过理论分析、实验与非线性模拟证明增大压缩数可延迟指进发生并降低其严重程度。
2023-11-30 physics.flu-dyn
On the ocean wave attenuation rate in grease-pancake ice, a comparison of viscous layer propagation models with field data
本文研究了粘性层模型描述油莲叶冰覆盖海洋中波浪传播衰减的能力。特别是，Keller模型Keller [1998]、两层粘性模型[De Santi和Desiderio 2002]和密堆积模型[De Santi和Olla 2017]通过使用在两个不同的现场活动（南极洲威德尔海，2000年4月;北冰洋西部，2015年秋季）期间收集的波衰减数据进行了广泛验证。我们使用这些数据来验证这三个模型之间的差异最小化的测量和模型波衰减检索冰厚度与测量数据进行比较。这三种模型可以拟合观测数据，但在三种情况下有重要的差异。密堆积模型显示出良好的协议与冰的粘度值的数据相比，在实验室实验中的脂冰。对于薄冰，Keller模型的性能与密堆积模型相似，而对于厚冰，需要更大的冰粘度值，这反映了两个模型考虑薄煎饼效应的能力不同。通过两层粘性模型实现的Keller模型的性能改进是最小的，这反映了无冰层中有限的涡粘滞性在动力学中的边际作用。将冰层作为波浪动力学中的唯一源，从而可以忽略风输入，可以得到较好的冰厚反演结果。
2018-06-19 physics.ao-ph physics.flu-dyn
The critical radius of compressible capillary drops: viscosity, thermodynamics, and diffuse-interface scales
Akita Prefectural University（秋田公立大学）
研究可压缩毛细液滴临界半径，通过推导粘性可压缩方程和自由表面应力条件得出径向色散关系，用热力学论证其物理意义，还与Cahn-Hilliard自由能模型比较，揭示临界半径与扩散界面长度尺度关系及对不稳定性的影响。
2026-07-14 physics.flu-dyn
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
Onset of Air Entrainment by a smooth plunging jet under atmospheric pressure
本文实验研究了光滑垂直射流撞击液池时空气卷吸的起始条件，补充了Lin & Donnelly的参数范围，并验证了基于粘性应力的模型及Eggers的尖点动力学机制。
2024-02-27 physics.flu-dyn
Finite volume solution for two-phase flow in a straight capillary
多边形截面的直毛细管中的两相流问题显示了多孔介质中与孔隙尺度位移相关的快速界面运动的许多动力学特征。已知流体惯性在这些位移中很重要，但在通常用于预测宏观流动特性的网络模型中通常被忽略。本研究提出一个两相流的数值模型，它描述了空间和时间的流体之间的界面的演变。该模型是基于平均的纳维-斯托克斯方程，并被证明是成功的，在预测复杂的动力学的毛细管上升在圆形毛细管和沿多边形毛细管的角落吸胀。该模型可以形成更现实的网络模型的基础上捕捉毛细作用，粘性力和惯性力的影响，孔隙尺度的界面动力学和随之而来的宏观流动性能。
2018-07-01 physics.flu-dyn
Dimple, jets and self-similarity in nonlinear capillary waves
在对凹腔破裂形成凹坑和射流的数值研究中，通常将凹腔的初始形状模拟为截断的球体，模拟破裂的气泡。在这项研究中，我们提出了一个极小模型只包含非线性惯性力和毛细力，它产生的凹痕和射流从崩溃，毛细波谷。槽发展从初始扰动，选择是一个本征模式的线性化problem.We解释的物理机制的酒窝形成，并证明，对于中等陡度，在模拟中看到的尖锐的酒窝是很好地捕捉弱非线性理论在这里开发。当陡度>> 1时，该区域是强非线性的，将表面能扩散到许多模式中，并且前体凹坑现在发展成急剧上升的射流。在这里，模拟揭示了一个新的局部窗口（在空间和时间），其中射流按照无粘凯勒和米克西斯（1983）的尺度自相似地演变。我们开发了一个类比，这个政权的第一种自相似的解决方案，线性化，毛细波。我们的第一原理研究表明，在足够小的尺度，酒窝和射流的形式，由于径向聚焦的毛细管波需要（非线性）惯性和毛细管的贡献，无粘性或重力干预。
2022-08-26 physics.flu-dyn
Turbulence of capillary waves forced by steep gravity waves
实验研究了在实验室机械产生的随机陡重力波作用下毛细波的动力学和统计特性。毛细波是由非线性波相互作用产生的重力波。使用的自由表面的时空测量，我们统计特征的随机制度的毛细波在空间和时间傅立叶空间。对于一个显着的波陡度（$0.2-0.3$），幂律谱观察在空间和时间，定义的湍流制度的毛细波转移能量从大尺度到小尺度。空间谱的时间涨落分析表明，当毛细波列以类似于寄生毛细波产生机制的方式产生时，毛细幂律谱是由间歇性的强非线性事件在快速时间尺度上向小尺度传递能量的时间平均结果。波谱的频率和波数幂律指数与弱非线性波湍流理论的结果一致。然而，通过尺度的能量通量不是恒定的，与此通量的波浪谱标度是不符合湍流理论。这些结果表明，超越经典波动湍流理论的理论发展是必要的，以描述自然环境中的毛细波的动力学和统计。特别是，在存在大尺度粘性耗散和强非线性的情况下，可以重新考虑非局部和非共振相互作用的作用。
2018-04-17 physics.flu-dyn
A simple model of ultrasound propagation in a cavitating liquid. Part I: Theory, nonlinear attenuation and traveling wave generation
声化学和其他空化应用中涉及的气泡惯性振荡。正确估计这种气泡介质中的波衰减需要实际估计由每个气泡的振荡、气体中的热扩散和液体中的粘性摩擦耗散的功率。这两个数量和数值计算的一个单一的惯性气泡驱动在20 kHz，并被发现是几个数量级大于线性预测。粘性耗散被认为是能量损失的气泡足够小的主要原因。然后，对描述气泡液体中声波传播的经典非线性Caflish方程进行了简化和改写。声场的主要谐波部分被发现满足非线性亥姆霍兹方程，其中波数平方的虚部与单个气泡损失的能量直接相关。对于低声学驱动，恢复线性理论，但是对于较大的驱动，即高于Blake阈值，发现衰减系数比线性预测大3个数量级以上。因此，在存在惯性气泡的区域中，预期波的巨大衰减，这通过一维驻波配置中的非线性亥姆霍兹方程的数值模拟来证实。不仅观察到预期的强衰减，而且，压力场及其梯度之间的相位的检查清楚地表明，介质中出现了行波。
2013-02-23 physics.flu-dyn
Capillary-lubrication force exerted on a 2D particle moving towards a fluid interface
该研究分析了刚性圆柱体在两种不相溶粘性流体界面附近法向运动产生的毛细-润滑力，发现其由类粘附力和类惯性力两部分组成，对胶体迁移和微生物运动有启示。
2023-06-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Inverse Saffman-Taylor experiments with particles lead to capillarity driven fingering instabilities
用空气置换Hele-Shaw盒中的粘性流体，当毛细管数超过某一临界值时，在流体界面处会产生指进现象。这种萨夫曼-泰勒不稳定性被重新访问的粘性流体取代空气的逆情况下，当部分亲水性颗粒躺在墙上。虽然相反的情况下，否则是稳定的，在低毛细管数的指进不稳定性的颗粒的存在下的结果。这种毛细驱动的不稳定性是由颗粒整合到界面中驱动的，这是由界面能最小化引起的。轴对称和矩形几何形状被认为是为了量化这种现象。
2016-01-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Electrified Cone Formation in Perfectly Conducting Viscous Liquids: Self-Similar Growth Irrespective of Reynolds Number
在临界场强以上，带电的、理想导电的粘性液体（例如液态金属）的自由表面已知会发展出类似于具有圆锥尖端的尖点的加速突起。据报道，从尖端锐化场自增强产生发散的幂律增长在有限的时间内的力作用在该地区。以前的研究已经确定，尖端锐化收益通过自相似过程中的两个不同的限制-斯托克斯制度在$\textsf{Re}=0$和无粘制度$\textsf{Re} \to \infty$。利用有限元模拟跟踪加速度的带电突起在一个完美的导电牛顿液体在真空中保持在恒定的毛细管数，我们证明了锥尖\textit{always}经历自相似增长的雷诺数无关。计算出的纳维-斯托克斯方程和界面法向应力条件中的项在尖端处的爆破指数揭示了随着$\textsf{Re}$增加而起作用的不同力。毛细管应力指数的尖端形状的重新缩放产生了良好的崩溃到一个通用的圆锥形尖端形状与内部半角依赖于麦克斯韦应力的大小。液体界面的快速加速也产生具有非常高的局部应变率的薄表面边界层。适用于液态金属离子源等系统中锥体生长的模拟流的其他细节有助于消除普遍存在的误解，即动态锥体类似于传统的泰勒锥体，或者可以忽略有限$\textsf{Re}$处的粘性应力。
2019-08-12 physics.flu-dyn
Self-similar impulsive capillary waves on a ligament
我们研究了两个固体圆柱体之间的液体韧带的短时动力学，当其中一个圆柱体沿其轴线被脉冲加速时。一组一维方程的slender-slope近似被用来描述的动态，包括表面张力和粘性的影响。一个精确的自相似的线性化方程的解决方案是成功地与毫米韧带的实验相比。另一个非线性自相似的解决方案的全套方程的数值。线性和非线性解都表明，液体受圆柱体运动影响的轴向深度与$\sqrt{t}$相似。该非线性解具有一个特殊的特征，即存在一个最大驱动速度$U^\star$，在此速度以上解消失，这种现象可能与实验中观察到的大牵引速度下接触线脱钉有关。
2015-02-27 physics.flu-dyn
Roughness on liquid-infused surfaces induced by capillary waves
注液表面（LIS）在层流和湍流中是一种很有前途的减摩、减污和减冰技术。以前的工作表明，这些表面容易受到剪切驱动排水。在这里，我们报告了一个不同的故障模式，使用直接数值模拟的湍流通道流注入液体的纵向槽。当液-液表面张力是小的和/或凹槽是宽的，我们观察到行波扰动的振幅大于粘性子层的湍流的界面上。这些毛细波引起增加阻力的粗糙度效应。用Miles的重力波理论解释了这些波的产生机制。如果临界层的平均流具有负曲率，则能量从湍流转移到LIS。给定的凹槽宽度，韦伯数和摩擦雷诺数的估计，我们提供的关系，以确定是否LIS的行为作为一个光滑或粗糙的表面在湍流。
2021-04-12 physics.flu-dyn
Diffusion of gravity waves by random space inhomogeneities in pancake-ice fields. Theory and validation with wave buoys and synthetic aperture radar
本文研究海洋波被小冰体衍射的过程，提出冰盖不均匀性显著增加波扩散，其衰减机制与有效粘度线性依赖冰厚的粘性波模型等效，并通过浮标和合成孔径雷达数据验证。
2023-04-04 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Rate Dependency in Steady-State Upscaling
NTNU Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）；Statoil R&D Center（斯塔托伊尔研发中心）
研究了相对渗透率的稳态放大，考虑了速率依赖性放大及毛细管和粘性极限。通过数值示例证明稳态放大具有速率依赖性，并引入了依赖于尺度的毛管数来估计粘性与毛细力的平衡。
2017-07-31 cs.NA math.NA physics.flu-dyn
Continuous generation of confined bubbles: viscous effect on the gravito-capillary pinch off
本文研究受限黏性液体中空气连续生成气泡的机制，通过标度分析揭示黏性耗散与浮力重力能量变化的平衡，并提出低 Reynolds 数下的新型重力–毛细断裂条件。
2025-06-16 cond-mat.soft physics.app-ph physics.flu-dyn
Decay of capillary wave turbulence
我们报告的观察自由衰减的毛细波湍流的表面上的流体。毛细管波湍流谱衰减被发现是自相似的时间与相同的幂律指数比在固定制度中发现的，与弱湍流的预测。在相同的阻尼率下，所有傅里叶模态的振幅都随时间呈指数衰减。最长的波长所涉及的系统被证明是阻尼的粘性表面边界层。这些长波在维持非线性相互作用以使毛细管波保持在波湍流状态的衰减期间起着能量源的作用。
2012-07-13 nlin.CD physics.class-ph physics.flu-dyn
Onset of low-frequency capillary waves driven by high-frequency ultrasound
高频厚度模式超声是一种高效节能的方法，可以将高粘度流体在高流速下雾化成微米级液滴分布的微细气溶胶雾。然而，雾化过程的复杂物理过程还没有得到很好的理解。研究发现，在低功率下，当由高频超声（O[1 MHz]及以上）驱动时，液滴以低频（O[100 Hz]）振动。为了研究跨越这些截然不同的时间尺度的能量传递的机制，我们使用高速数字全息术测量液滴的界面对6.6~MHz超声激发的响应。我们发现，低频毛细波的发病是由声辐射压力分布和液滴表面之间的反馈相互作用驱动的。这些动力学是由液滴内部和周围环境之间的杨拉普拉斯边界介导的。通过对严格定义的界面物理全局优化进行数值模拟。所提出的压力界面反馈模型是明确的压力分布假设的基础上。对于低功率声激励，模拟揭示了一个稳定的振荡反馈，诱导毛细波的形成。模拟结果证实了直接观察的微尺度液滴界面动力学所提供的高分辨率全息测量。压力界面反馈模型准确地预测了启动毛细管波所需的源振动振幅，以及界面振荡振幅和频率。辐射压力分布同样证实了粒子迁移观测。通过比较纯水滴和90%wt.- 10%重量甘油-水溶液液滴。
2021-08-21 physics.flu-dyn
Non-Reciprocal Capillary Waves
Van der Waals-Zeeman Institute, Institute of Physics, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学范德瓦尔斯-泽曼研究所物理学院）；Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics, University of Cambridge（剑桥大学应用数学与理论物理系）
研究非对称流体中毛细波的非互易行为，揭示奇黏性打破波的互易性，发现两种不同分支并产生反斯托克斯漂流。
2026-03-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Scattering of Capillary-Gravity Waves by a Fixed, Semi-immersed Cylindrical Barrier with Contact Line Dissipation
University of Mississippi（密西西比大学）
本文提出了一种半解析框架，研究固定半浸式圆柱形屏障对毛细重力波的散射，通过动态接触线模型和数值方法分析透射与反射系数，揭示了接触线耗散与阻抗匹配的关系。
2025-04-15 physics.flu-dyn
Turbulent channel flow of finite-size spherical particles with viscous hyper-elastic walls
我们研究单相和颗粒湍流槽道流，由两个不可压缩的超弹性壁。不同的壁弹性被认为有和没有10%的体积分数的有限尺寸的刚性球形颗粒，而弹性壁建模为新胡克材料。我们报告了一个显着的阻力增加和增强的湍流活动与增长的壁弹性单相和颗粒的情况下相比，在刚性壁的单相流。对于具有高弹性壁的颗粒情况，尽管相对于具有相同壁弹性的单相流，但获得了减阻和湍流衰减;然而，在弹性较小的壁的流动上观察到颗粒的相反效果。这是解释通过调查近壁湍流的高度弹性的墙壁，在壁法向速度波动的幅度（有利于积极的），强烈的不对称性，被发现推动颗粒向通道中心。靠近壁的颗粒层被示出通过增加壁法向速度波动来促进湍流的产生，而在没有该层的情况下，观察到较小的壁变形和湍流衰减。我们进一步解决的体积分数在一个温和的壁弹性的效果，通过增加颗粒的体积分数高达20%。从界面区域的颗粒的迁移被发现是一个进一步的湍流衰减的原因，在刚性壁的情况下，在相同的体积分数相比。然而，颗粒诱导的应力补偿了雷诺剪切应力的损失，因此，对于具有弹性壁的情况，导致更高的总阻力。壁面弹性对阻力的影响随颗粒体积分数的增加而显著减小。
2018-11-07 physics.flu-dyn
Simulating temporal evolution of pressure in two-phase flow in porous media
我们模拟了多孔介质中两相渗流中由于毛细力和粘性力引起的压力随时间的演化。我们分析了我们的结果，根据宏观流动方程的两相流。我们还调查了被困集群的压力演化和系统的有效渗透率的效果。我们发现，毛细管力起着重要的作用，在位移过程中的快速和缓慢的注射速率，无论是当入侵的流体是更多或更少的粘性比防御流体。模拟是基于网络模拟器模拟两相排水位移的二维格子管。
1998-01-28 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Numerical simulations of simultaneous pair-drop impacts and their energetics
University of Oxford（牛津大学）
研究通过数值模拟分析了两个液滴同时撞击疏水基底时的相互作用及能量学特性，揭示了中央膜片的上升行为与单个液滴冲击的相似性，并用于标度关系的估计。
2026-01-27 physics.flu-dyn
Low frequency sound attenuation in a flow duct using a thin slow sound material
我们提出了一种薄的亚波长材料，可以齐平安装到管道，并给出了一个大的宽带衰减在显着的低频率的气流通道。为了减小材料厚度，使用折叠的侧支管在材料中减慢声音。将材料的阻抗与最佳值进行比较，该最佳值与特性阻抗相差很大。特别地，粘性和热效应必须非常小以具有高传输损耗。在这种材料上的掠流增加了流和材料之间的界面处的损失。
2015-10-05 physics.class-ph physics.flu-dyn
Focusing of concentric free-surface waves
本文通过模态方法和二阶非线性理论研究圆柱容器中同心重力-毛细波的聚焦问题，揭示轻微粘性反而加剧对称轴处振荡，指出势流模型的局限。
2024-10-04 physics.flu-dyn
Plateau-Rayleigh Instability of a Cylinder of Viscous Liquid (Rayleigh vs. Chandrasekhar)
1982年，L.瑞利考虑了粘性液体圆柱在毛细力作用下的不稳定性，即所谓的高原-瑞利不稳定性。在这项工作中，在线性近似，他得到了一个色散方程描述的增量，这种不稳定的函数波长，半径的圆柱体，质量密度，表面张力，和粘度的液体。数以百计的作者提到这项工作，但他们都没有使用他的色散方程在其完整的形式;他们只使用他的方程的渐近解为零和无限大的粘度。一个原因是，可能，瑞利的写作是非常困难的，他的色散方程是相当复杂的。然后，在1961年，S rasekhar，在他的专着，也认为稳定的粘性圆柱形射流，并获得了他的色散方程，这也是相当复杂的，不同的一个得到的瑞利。在瑞利色散方程的情况下，其他作品只使用的渐近解对应的情况下，粘度是非常大的，在比较惯性Eschrasekhar方程。在本文中，我证明了Ehrasekhar的色散方程是等效的瑞利的，然后简化他们的色散方程的形式，可以很容易地解决数值任意值的粘度。我还提出了Mathematica的代码来计算的最大增量的高原瑞利不稳定的射流参数。为了说明代码是如何工作的，我将其应用于圆柱形射流来估计其分裂。
2017-12-19 physics.flu-dyn
Large traveling capillary-gravity waves for Darcy flow
University of Maryland（马里兰大学）
本文首次构造了大尺度的旅行表面波，用于达西流中的毛细-重力波问题。
2026-02-19 math.AP physics.flu-dyn
Experimental study of three-wave interactions among capillary-gravity surface waves
在传播波系统中，三波或四波共振相互作用构成了在不同尺度之间交换能量的经典非线性机制。在这里，我们调查三波相互作用的重力毛细表面波在一个封闭的实验室水槽。我们产生两个交叉波列，我们研究他们的相互作用。使用两种光学方法，一个本地的（激光多普勒测振仪）和一个时空的（漫射光摄影），第三波的振幅较小的检测，验证三波共振条件的频率和波数。此外，通过专注于固定制度，并考虑到粘性耗散，我们直接估计的增长率的谐振模式。后者是比较弱非线性三元共振相互作用理论的预测。所得到的结果定性地证实和扩展以前的实验结果只获得共线波列。最后，我们讨论了三波相互作用机制在最近的实验研究重力毛细管湍流的相关性。
2016-03-08 nlin.CD physics.class-ph physics.flu-dyn
A partially wetting film of water and surfactant under the influence of a propagating MHz surface acoustic wave
我们用理论和实验来研究{ \it部分润湿}膜的水和表面活性剂的解决方案，以传播MHz的振动在固体基板中的形式的瑞利表面声波（SAW）的响应。SAW引起液膜中的质量漂移，这与Schlichting边界层流（也称为Schlichting流）相关联。我们研究的薄膜是由漂移和毛细应力之间的平衡。我们证明了弱毛细管的贡献，如硅油膜，支持动态润湿，并导致液体在固体基板上沿SAW的路径传播。然而，强毛细管贡献，例如水膜，支持沿着SAW的路径的并发动态润湿和去湿，使得膜沿着固体基底移位。此外，这样的薄膜可以支持形成的毛细火车波，沿着相同的路径传播。我们进一步注意到，我们在这里讨论的膜动力学的机制是不同的，更熟悉的Eckart流机制，这是与膜厚度大于波长的声泄漏的SAW和通常观察到的，以支持液滴的运动。我们这里讨论的膜的厚度相对于声音泄漏的波长是小的，使得来自Eckart流、声辐射压力和SAW的衰减的贡献小。
2016-01-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
