Effect of uniform electric field on the deformation of a 2D liquid droplet in confined simple shear flow
在本研究中，我们研究了一个物理系统的电流体动力学，其中一个牛顿介电液体柱或液滴悬浮在另一个牛顿介电液体介质中，存在一个简单的剪切流。考虑到泄漏介质和理想介质两种情况，我们对平行平板结构中液滴变形的基本特征进行了二维数值求解。对于一个完美的介电系统，这项研究表明，变形特性遵循单调以及非单调变化与域限制取决于液滴和周围流体的介电常数比的值。对于漏电介质系统，小电导率的存在进一步改变了变形特性，并且在低电场强度下，变形随约束单调增加。相反，在较高的电场强度下，变形参数随畴限呈非单调变化。此外，在受限区域内，电场强度对形变参量的瞬态演化也有显著的影响，即形变参量的稳态值和稳态时间。最后，本文的分析表明，在存在电场的情况下，畴限制显著增大了变形参数，导致可能的液滴破碎现象。从目前的研究中，值得一提的是，域限制可用于调制液滴形态，其在现代基于液滴的微流体装置中具有潜在的应用。
2018-05-23 physics.flu-dyn
Dispersion and clustering of deformable droplets in turbulence
University of Washington（华盛顿大学）
本研究以航空喷雾燃烧为背景，采用HIT框架结合LPT方法，探究不同斯托克斯数液滴变形对湍流中分散与聚类的影响，发现变形影响依惯性 regime 变化，需考虑非稳态形状振荡以准确预测相关特性。
2026-08-14 physics.flu-dyn
Pump-driven droplet electrohydrodynamics: deformation, pinch-off and recoalescence
本文提出热力学一致的相场框架耦合电扩散与流体流动，揭示界面离子泵通过内部驱动机制有效控制液滴的变形、夹断、再聚结及分选。
2025-09-11 physics.flu-dyn
Sessile condensate droplets as quasi-static wall deformations in direct numerical simulations of channel flow with condensation
由于在环境条件下空气中普遍存在湿度，冷凝是许多流动应用的重要方面。对于这种流动的直接数值模拟，将气相模拟为特征在于由潜热的释放和吸收耦合的温度和湿度的混合物已被证明以降低的成本产生与多相直接数值模拟一致的结果。固着液滴作为准静态变形的基础上，在表面上的基本冷凝率扩展的单相方法，包括液滴和流之间的相互作用，同时保留模拟气相的优势。通过有液滴和无液滴的冷却的垂直通道的湍流的模拟结果表明，由于冷凝液滴的存在，在液滴附近和整个通道中，热量和蒸汽的湍流传输增加。特别地，壁的对称性的破坏将冷凝从周围区域转移到液滴表面上。
2022-06-28 physics.flu-dyn
Thin-Film-Mediated Deformation of Droplet during Cryopreservation
本文以水包油乳液为模型体系，揭示软颗粒在冻结前沿吞没过程中的变形机制，发现变形由纳米级薄液膜中的界面流动介导，并通过润滑近似建模将流动与液滴变形联系起来。
2023-05-25 physics.flu-dyn
A 4-channel microfluidic hydrodynamic trap for droplet deformation and coalescence in extensional flows
在这里，我们捕获和控制液滴的位置，研究它们的动力学使用单独的流体动力学没有外部场。流体动力学阱通过并入按需滴液系统以在相同微流体芯片上的T形结几何形状处产生液滴而从先前实施的斯托克斯阱进行调整。然后，我们研究受限的液滴动力学响应扰动施加毫秒压力脉冲变形被困液滴。在压力脉冲停止之后，液滴形状松弛遵循指数衰减。特征液滴形状弛豫时间从分散相中不同粘度的含水甘油液滴的形状衰减曲线获得，其中轻质和重质矿物油在连续相中。选择系统以提供相似的平衡界面张力（5-10 mN/m），具有宽的粘度比变化。结果表明，液滴形状弛豫对液滴半径有很强的依赖性，而对分散相和连续相粘度之比的依赖性较弱。最高粘度比的弛豫时间较小，这可能表明除了界面张力和液滴尺寸之外，主导粘度还控制液滴形状弛豫时间。液滴形状弛豫时间可用于告知乳液中的液滴在各种处理条件下经受瞬态流动时的响应。最后，该平台的应用直接可视化单个液滴在平面拉伸流的聚结。因此，微流体四通道流体动力学阱可以应用于研究微尺度上的液滴变形和液滴-液滴相互作用的基本物理，以提供对单个液滴水平上的乳液行为的增强的理解。
2020-03-02 physics.flu-dyn
Laser-driven droplet deformation at low Weber numbers
该研究针对低韦伯数下激光脉冲冲击的液滴变形问题，结合实验与数值模拟，提出基于液滴初始径向膨胀速度的变形韦伯数Wed，可统一解释低韦伯数下液滴振荡、破碎、液膜形成三类行为并划分相区。
2025-10-30 physics.flu-dyn
Deformation and orientation statistics of neutrally buoyant sub-Kolmogorov ellipsoidal droplets in turbulent Taylor-Couette flow
在许多工业和科学应用中，底层流动拓扑结构对分散在湍流中的亚柯尔莫哥洛夫液滴的形状和尺寸的影响是相当感兴趣的。在这项工作中，我们研究了亚Kolmogorov液滴分散到湍流泰勒-库埃特流的变形和取向统计。连同载体相的直接数值模拟（DNS）和分散液滴的拉格朗日跟踪，我们求解由Maffettone和Minale（\emph{J. Fluid Mech.} 78，227-241（1998））提出的现象学方程以跟踪近似$10^5$椭圆形液滴的形状演变和取向。通过改变液滴的毛细管数$Ca$和粘度比$\hat μ$，我们发现液滴的变形随着毛细管数$Ca$的增加而增加，并且这种效应在边界层区域更加明显。这表明，随着毛细管数的影响，也有一个很强的相关性之间的空间位置和程度的变形的液滴。无论毛细管数$Ca$，椭球的长轴往往与流向方向和拉伸应变率本征方向在边界层区域，而分布是高度各向同性的散装。当液滴和载液之间的粘度比增加时，我们发现不存在优先拉伸轴，这是由于旋转对拉伸和松弛的影响增加。因此，与低粘度比系统中的高度变形的扁长（雪茄状）液滴相比，高粘度比系统中的液滴较少变形和扁（盘状）。
2016-06-13 physics.flu-dyn
Deformation transients of confined droplets within interacting electric and magnetic field environment
本文针对受限域中泄漏介电液滴的电磁流体动力学行为，构建小变形近似下的解析模型，揭示磁场方向对液滴变形的调控作用，提出磁判别函数并阐明变形滞后的影响参数。
2023-05-02 physics.flu-dyn
The effect of interfacial slip on the motion and deformation of a droplet in an unbounded arbitrary Stokes flow
本文研究了当两种液体之间的界面存在滑移时，悬浮在无界流体中的液滴的运动和变形。在界面处的边界条件被占通过一个简单的Navier滑移条件。对于任何任意施加的流场，考虑滑移对液滴的速度和形状变形的影响，导出表达式，并且对于剪切流和Poillille流的特定情况，给出了结果，其中Hetsroni和Haber（J. Fluid Mech.，1970年，第41（04）卷，第41页。689-705）;以及Ramachandran和Leal（J. Rheol.，2012年，第56（6）卷，第56页。1555-1587）作为我们的一般表达式的限制情况。对Faxén定律的修正也是从上述角度提出的。
2015-03-29 physics.flu-dyn
Deformation and breakup of droplets in an oblique continuous air stream
实验研究了倾斜连续气流作用下液滴的变形和破碎。采用高速成像系统记录不同液体液滴的运动轨迹和拓扑变化。通过改变液滴尺寸、空气喷嘴的水平方向和流体性质（表面张力和粘度）来研究不同的破碎模式。我们发现，液滴具有初始动量之前，进入连续的空气流表现出所需的韦伯数的变化与空气流的角度的变化的振动袋破裂过渡。得到了袋式破碎的临界韦伯数$(We_{cr})$与Eötvös数$(Eo)$、气流倾角$(α)$和Ohnesorge数$(Oh)$的函数关系。研究发现，虽然液滴遵循的直线运动最初，在以后的时间，当液滴经历拓扑结构的变化转化为曲线运动。液滴的表观加速度和液滴的尺寸影响袋破裂模式的临界韦伯数。偏离交叉流布置显示袋破裂的临界韦伯数急剧下降，其渐近地达到与液滴破裂的在线（相对）流配置相关联的值。
2019-07-03 physics.flu-dyn
Influence of interfacial slip on the suspension rheology of a dilute emulsion of surfactant-laden deformable drops in linear flows
本文研究了界面滑移对线性流场中液滴稀悬浮液的变形和乳状液流变性的影响。液滴充满了表面活性剂，这些表面活性剂是本体不溶性的，并且仅沿着界面传输。采用渐近方法进行本分析，以解决由于变形的液滴的非线性。分析是在两种不同的限制情况下进行的，即：表面扩散为主的表面活性剂运输和表面对流为主的表面活性剂运输。对于任何一种极限情况下，我们看两个常见的散装流-单轴拉伸和简单剪切流的液滴动力学。在任何一个阶段的流体惯性可以忽略不计的假设下，它表明，在液滴界面处的滑移显着影响的表面张力引起的Marangoni应力，因此液滴变形和乳液流变学。界面滑移的存在不仅使液滴变形减小，而且使乳液的有效粘度降低。液滴变形和有效粘度的下降被认为是更严重的限制情况下，表面对流为主的表面活性剂运输。对于施加简单剪切流的情况，由于液滴变形产生的法向应力差也由于界面滑移的存在而受到影响。
2018-01-17 physics.flu-dyn
Laser pulse-droplet interaction enables the deformation and fragmentation of droplet array
液滴-液滴相互作用普遍存在于从医学诊断到增强和优化液体喷射推进的各种应用中。我们采用了一种实验技术，激光脉冲与微米大小的液滴相互作用，并导致光学击穿。纳秒激光脉冲和孤立的球形液滴的协同作用被精确地控制和操纵，以影响液滴阵列的变形和破碎。我们阐明了如何液滴的安排的流体动力学响应（如液滴和冲击-液滴相互作用）可以调节和最佳形状的激光脉冲能量及其与液体目标的光密度的相互作用。揭示了一种新的蝴蝶型破碎，发现这导致阵列中的外部液滴的受控和有效的破碎。激光诱导击穿的时空特性决定了冲击波和中心液滴碎片如何影响外部液滴。在这项工作中采用的入射激光能量和脉冲宽度是不同的工业应用，如表面清洁，纳米光刻，微电子和医疗程序，如眼内显微手术的代表。
2021-06-28 physics.app-ph physics.flu-dyn
Generation of Single, Monodisperse Compound Droplets
在这些流体动力学视频中显示了单个单分散化合物液滴的生成。在设计用于产生单一化合物液滴的设备中，压电隔膜从电压波形输入产生压力脉冲以喷射液滴。在所提出的方法中，允许油流入水喷嘴，压力脉冲将两种流体作为复合液滴喷射。进行实验以证明水压的变化如何影响化合物液滴组成。结果表明，随着水压力的增加，复合液滴的油层厚度减小。
2010-10-13 physics.flu-dyn
Droplet dynamics in homogeneous isotropic turbulence with the immersed boundary-lattice Boltzmann method
本研究开发了一种结合格子玻尔兹曼与浸没边界方法的数值方案，并引入网格正则化以模拟均匀各向同性湍流中小尺度液滴的动力学，报告了变形与取向的统计结果及与理论模型的对比。
2024-05-23 physics.flu-dyn
Effect of Marangoni stress on the bulk rheology of a dilute emulsion of surfactant-laden deformable droplets in linear flows
在本研究中，我们分析调查的变形和散装流变学的稀乳液的表面活性剂负载液滴悬浮在线性流。我们使用渐近方法来预测表面活性剂分布对单个液滴的变形以及稀乳液的有效剪切和拉伸粘度的影响。由于整体流动导致的表面活性剂的不均匀分布导致产生Marangoni应力，其影响悬浮液的变形以及整体流变学。目前的分析是做的限制情况下，表面活性剂的运输是由表面扩散相对于表面对流为主。作为一个例子，我们使用了两个常见的整体流动，即单轴拉伸流和简单剪切流。与可忽略的惯性力存在于任何一个阶段的假设，我们能够表明，在液滴表面上的表面活性剂浓度以及液滴相的粘度相对于悬浮液的比例具有显着的影响液滴变形以及体积流变学。可以看出，在液滴表面上的表面活性剂分布的不均匀性的增加导致在一个更高的液滴变形和一个更高的有效粘度的线性流动考虑。对于简单剪切流的情况下，表面活性剂的分布被认为是没有影响的倾斜角，然而，较高的粘度比预测液滴更对齐朝向流动的方向。
2017-06-07 physics.flu-dyn
Modeling of liquid metal droplet deformation by laser impact
提出激光脉冲作用下液态金属液滴变形的两阶段序贯模拟方法，结合RALEF-2D与OpenFOAM程序，所得结果与实验吻合良好。
2023-11-02 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Deformation and breakup dynamics of droplets within a tapered channel
在本文中，我们数值研究了乳状液滴在具有窄收缩的锥形微通道中流动的破碎动力学。多组分流体与近接触相互作用的介观尺度方法捕获的收缩内相互作用的液滴的变形和破碎动力学，与实验证据一致。此外，它允许详细调查发生在破碎阶段的流体动力学现象。最后，引入并分析了一个合适的变形参数来表征系统的变形状态，通过检测在狭窄通道中流动的相互作用的液滴对。
2021-08-04 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Cavity deformation and bubble entrapment during the impact of droplets on a liquid pool
液滴对液体池的影响在自然界中普遍存在，并且在许多工业应用中很重要。液滴撞击在液体池上可导致常规气泡的夹断或在某些撞击条件下捕获大气泡。本文采用实验测量和数值模拟相结合的方法，研究了液滴撞击液池过程中空腔的变形和气泡的截留。数值模拟得到的自由液面剖面随时间的演化与实验结果吻合较好。由液滴冲击产生的空腔影响常规气泡的夹断和大气泡的截留。气泡夹断是毛细波沿空腔界面向下传播并在空腔底部汇合的直接结果。相比之下，大的气泡截留是由于在腔的口处的液体冠的合并。重力和环境压力对液滴撞击液池后的空腔变形和气泡截留起重要作用。随着引力作用的增强，空洞的最大深度减小。随着重力的减小，气泡夹断现象逐渐消失。研究发现，随着环境压力的增加，气泡夹断现象会由规则的夹断转变为大气泡的夹持。随着环境压力的增加，液冠周围的压力差和涡量增大，大气泡的尺寸减小。最后，得到了液滴撞击后气泡的滞留状态图。
2022-11-13 physics.flu-dyn
Plasma Propulsion of a Metallic Micro-droplet and its Deformation upon Laser Impact
实验研究了纳秒脉冲激光冲击下铟锡微液滴的推进过程。我们捕获的物理学的液滴推进的比例定律，准确地描述了等离子体赋予的动量转移，使激光液滴耦合的优化。随后的变形的液滴描述的分析模型，占液滴的推进速度和液体的属性。将我们的研究结果与蒸发加速的mm大小的水滴进行比较，我们证明了激光冲击液滴的流体动力学响应是可扩展的，并且独立于推进机制。
2016-04-01 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Demonstration of a droplet electrohydrodynamic blower in aerosols
尽管对液滴在空气中变形的非线性电流体动力学进行了严格的分析，但其对周围气相的影响却很少受到关注。我们观察到，由于受到谐振电场的悬垂水滴的大变形振荡而产生的空气循环在液滴周围的空气中起着微型或迷你鼓风机的作用。这是通过一个强大的静电空气中的微粒捕获到液滴上的恶化，当它被放置在气溶胶中证明。这种强烈的局部空气动力学影响周围的气溶胶颗粒，在两相系统中的热量和质量传递引起进一步的基础和技术研究的兴趣。
2022-03-07 physics.flu-dyn
Pre-impact dynamics of a droplet impinging on a deformable surface
空气和水滴在高速撞击表面之前的非线性相互作用是一种已经被广泛研究并发生在许多工业环境中的现象。本文考虑了液滴表面变形在空气冲击中的作用。在一个二维的框架中，假设小的密度和粘度比之间的空气和液体，减少系统的积分微分方程推导出支配液滴自由表面的形状，在薄的空气膜的压力和表面的变形，假设表面张力，压缩性和重力的影响可以忽略不计。表面的变形首先描述在一个相当一般的形式，基于以前的膜型模型。耦合系统，然后在两种情况下进行研究：一个软粘弹性的情况下，基板的刚度和（粘性）阻尼被认为是一个更一般的柔性表面，其中所有相关参数被保留。数值解，突出了一些关键的后果基板变形的预冲击阶段的液滴的影响，如减少压力积累，增加空气截留和相当大的延迟着陆。连接（包括微妙的依赖于液滴速度，减少压力峰值和液滴滑行的截留空气的大小）与最近的实验和大变形分析。
2021-07-16 physics.flu-dyn
Droplet breakup in airflow with strong shear effect
液滴在气流中的变形和破碎在喷雾和雾化过程中是重要的，但非均匀气流中的剪切效应却鲜有报道。在这项研究中，变形和破碎的液滴在剪切流的空气中进行了实验研究，使用高速成像，数字图像处理，粒子图像测速仪。结果表明，在强剪切气流中，变形液滴与剪切层相互作用产生的抬升和拉伸使液滴破碎呈现出独特的特征。根据液滴的形态和破碎机理，将破碎过程分为片状破碎、摆动破碎和边缘破碎三个阶段。理论分析表明，摆动破碎是由横向瑞利-泰勒不稳定性。给出了液滴破碎的状态图，并从理论上得到了不同状态之间的转变。定量分析了液滴变形过程中拉伸液膜的大小和破碎后的碎片尺寸分布，结果表明它们是由剪切作用下不同阶段破碎的竞争决定的。最后，研究了液滴粘度对液滴破碎的影响，发现液滴粘度对液滴在强剪切气流中的破碎有抑制作用。
2023-01-16 physics.flu-dyn
Droplet deformation and fragmentation by ultra-short laser pulses
本文报道了皮秒和亚皮秒激光脉冲作用下液态金属液滴变形和破碎的实验研究。实验中，激光辐照度在10 E13 - 10 E15 W/cm ^2范围内变化。所观察到的液滴形状的演变后的影响显着不同于先前报道的纳秒激光脉冲。液滴不是扁平化的，而是经历快速的不对称膨胀，并转变成复杂的形状，其可以被解释为两个结合的球体壳，最后是碎片。我们解释了所描述的流体动力学响应的超短的影响，作为一个结果，通过液滴体积的激光诱导的收敛冲击波的传播。
2016-04-13 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Droplets in Acoustic Fields: A Unified Theory from Migration to Splitting
本文建立适用于 Rayleigh 极限及更大尺寸液滴的声场动力学统一理论，纳入声力与界面张力以预测迁移、变形和分裂，并通过 BAW 硅-玻璃微尺度实验验证。
2024-08-12 physics.flu-dyn
Translation-deformation coupling effects on the Rayleigh instability of an electrodynamically levitated charged droplet
使用悬浮在AC四极阱中的带电液滴的高速成像实验观察到的瑞利裂变过程的分裂路径被示出为通过在向上的方向上喷射射流（即，与重力方向相反）。为了解释这一典型的实验观察，我们进行了数值计算的基础上考虑惯性液滴悬浮电动使用四极电场的边界元法。模拟结果表明，重力引起的向下移动的陷阱中的下降的平衡位置导致显着的，大幅度的形状振荡叠加在中心的质量振荡的下降。这里的一个重要的观察是，由于所施加的四极场的形状振荡，导致足够的变形，作为触发器的不稳定性低于瑞利极限的发病，从而承认亚临界不稳定性。阱内的液滴的质心振荡遵循所施加的频率，与所施加的AC信号异相。因此，形状变形和液滴的动态位置的组合效应导致不对称分裂，使得瑞利裂变经由在变形液滴的北极处的喷射向上发生。
2021-06-12 physics.flu-dyn
Droplet Deformation and Emulsion Rheology in Two-Dimensional Odd Stokes Flow
Van der Waals-Zeeman Institute, Institute of Physics, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学范德瓦耳斯-泽曼研究所物理学院）
研究二维粘性液滴在简单剪切流中变形及乳液流变学，推导奇斯托克斯流框架下的解析解，揭示奇粘性对乳液有效流变学的影响。
2026-05-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Simulations of a weakly conducting droplet under the influence of an alternating electric field
我们调查的电流体动力学的初始球形液滴的外部交变电场的影响下进行轴对称的数值模拟，使用电荷守恒的流体体积为基础的有限体积流求解器。对于泄漏介电流体，经受交变电场的液滴的形状振荡的平均幅度与液滴与周围流体的所有可能的电导率比$(K_r)$和介电常数比$(S)$在等效均方根直接电场下的稳态变形相同。相反，我们对弱导电介质的模拟表明，这种交变电场和直流电场之间的等效性并不适用于$K_r \ne S$。此外，对于一系列参数，使用交变电场和直流电场获得的变形是定性不同的，即对于低$K_r$和高$S$，液滴在交变电场下变成扁长形，但在等效直流电场的情况下变形为扁球形。通过改变施加的交变电场的时间周期、介电常数和电导率比来进行参数研究。据观察，虽然增加$K_r$对$K_r<S$的液滴的变形动力学的影响可以忽略不计，但当$K_r>S$用于交变和直流电场时，它增强了液滴的变形。我们相信，我们的研究结果可能是巨大的后果，在解释形态演变的液滴在过多的情况下，从自然界到生物学。
2020-07-21 physics.flu-dyn
Modeling Drop Deformation Effects in the Euler-Lagrange Prediction of Liquid Jet in Cross Flow
由于稠密区液相体积分数较高，采用欧拉-拉格朗日（EL）方法对喷雾雾化过程进行精确预测具有挑战性。这实际上将取代在标准EL方法中通常被忽略的气相的显著部分。此外，在模拟稠密喷雾时，由于气动力、表面张力和粘性力的相互作用而引起的液滴变形通常被忽略。在这项工作中，为了使用EL方法捕获体积位移效应，考虑了气相体积分数的时空变化。这导致了零马赫数、变密度方程，在动量方程和连续性方程中都产生了源项。结果表明，连续源项增加了喷嘴附近载相的速度和动力学。然而，由于射流的扩散和液滴的分散，这些影响在下游进一步减小。为了量化液滴变形的影响，不同的模型进行了比较与实验数据。不同的破碎制度进行了研究，以确定每个政权的最佳模型。形状变形的影响是孤立的，通过执行一个单一的液滴注入到横流的流动条件类似的袋式破碎。与忽略变形的情况相比，观察到液滴运动的显著偏差。
2020-07-20 physics.flu-dyn
Measuring arrangement and size distributions of flowing droplets in microchannels through deep learning
本研究利用深度学习液滴追踪工具分析微通道中高浓度乳液液滴的形变与排列，发现存在使形变最小且类晶体排列最大的最佳开口角度，且注入速率影响乳液尺寸和堆积分数，为微芯片设计提供指导。
2024-02-13 physics.flu-dyn
Droplet-on-demand using a positive pressure pulse
针对稳态微流控液滴生成压力范围有限、体积与速率耦合的问题，提出正压脉冲流动聚焦按需生成液滴的方法，可生成稳态无法实现的细长液柱，用水力阻力模型预测相关特性，为微流控液滴制备提供设计准则。
2025-06-18 physics.class-ph physics.flu-dyn
Laser-induced droplet deformation: curvature inversion explained from instantaneous pressure impulse
本文通过直接数值模拟与实验结合，提出低峰度瞬时压力冲量可解释激光诱导液滴锡片的曲率反转，并用升余弦函数参数化无量纲压力宽度，在宽激光与液滴直径比范围内重现了实验曲率，对EUV纳米光刻具有应用价值。
2025-02-10 physics.flu-dyn
Small deformation theory for a magnetic droplet in a rotating field
本文发展了一个三维小变形理论来研究磁性液滴在均匀旋转磁场中的运动。描述液滴的形状演变的方程推导出使用两种不同的方法-描述液滴的各向异性的张量的唯象方程，和使用微扰理论的流体动力学解。我们得到一个系统的常微分方程的参数描述液滴的形状，我们进一步分析的特殊情况下，液滴的伸长是在旋转场的平面。这个系统的定性行为是由一个单一的无量纲量$τω$ -产品的特征弛豫时间的小扰动和旋转磁场的角频率。值的$τω$确定液滴的平衡是否会更接近一个扁圆或长圆形的形状，以及它的形状是否会经历振荡，因为它解决了这个balancy.We表明，对于小变形，液滴伪旋转的旋转磁场-其长轴如下的字段，这是一个旋转的回忆，但施加在周围的流体的扭矩为零。我们比较分析结果与边界元模拟，以确定其精度和小变形理论的限制。
2022-05-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The role of the droplet deformations in the bouncing droplet dynamics
液滴在振动的液体浴上弹跳为操纵液滴、产生双重乳液和进行导频波模型实验的方法开辟了道路。在这项工作中，我们专注于液滴变形的作用，在垂直弹跳动力学忽略了变形的浴表面。为了在这种有利的条件下，将低粘度油滴在高粘度油浴上。这些液滴在浴的表面上垂直地反弹，并且当调谐强制参数（即浴的振荡）时，呈现出许多周期性轨迹和共振模式。这种复杂的动力学强调了每次弹跳时液滴中弹性能量储存和能量耗散之间的相互作用。我们建议使用弹跳质量弹簧阻尼器系统来模拟液滴，该系统模仿在不变形液浴上弹跳的可变形液滴。从实验测量，我们构建了分岔图的弹跳轨迹和挑战我们的弹跳弹簧模型。实验与弹簧模型的一致性表明，该模型可以合理化和预测各种涉及多周期性的弹跳液滴行为。
2013-12-04 cond-mat.soft nlin.AO physics.flu-dyn
Effect of phase change on shock wave and n-dodecane droplet interaction with numerical investigation
本文通过高分辨率数值模拟研究相变对激波与正十二烷液滴相互作用的影响，发现相变增强迎风面KHI波、抑制背风面KHI波与扁平化，且高马赫数下剪切剥离主导破碎。
2023-06-20 physics.flu-dyn
Jet effusion from a metal droplet irradiated by a polarized ultrashort laser pulse
在实验中观察到了线偏振和圆偏振飞秒激光脉冲辐照下液态金属液滴的破碎现象。所获得的阴影快照表明，圆偏振脉冲可以产生几个随机取向的射流从扩展液滴，而线偏振激光脉冲产生严格的十字形射流。后者的取向与偏振平面，其旋转导致旋转的十字形射流相同的角度。为了阐明实验数据，我们进行了分子动力学模拟的液滴膨胀引起的角度依赖性加热。我们的模拟结果表明，射流方向是由一个定向的角度依赖的能量分布在额半球层的液滴吸收后的线性偏振光。其结果是，所产生的流速场引导的表面张力形成两个高速相反的射流定向在电场向量，如在我们的实验。在锋面层中产生的冲击波脉冲具有从定向能量沉积继承的依赖于角度的振幅。冲击脉冲的释放部分在液滴中心附近产生空化区，从而使液滴形成膨胀球壳。冲击波从液滴的后侧反射后，在壳体的后侧半球内产生的流速产生沿电场矢量定向的两个低速相反的射流。结果表明，十字形射流分别来自液滴的正面和背面，且正面射流比背面射流速度快。
2022-04-11 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Collision Dynamics and Deformation Behaviors of Multi-Core Compound Droplet Pairs in Microchannel Flow
本研究采用基于自由能的格子玻尔兹曼方法，探究受限剪切流中双核复合液滴对的碰撞行为，明确了四类碰撞结果及参数调控规律，填补了复合液滴碰撞研究的空白。
2024-12-10 physics.comp-ph physics.flu-dyn
A nonlinear small-deformation theory for transient droplet electrohydrodynamics
悬浮在另一种液体中的粘性液滴在外加电场作用下的变形是一个经典的多相流问题，可用Melcher-Taylor漏电介质模型来描述。该模型的主要假设是，系统中的任何净电荷都集中在两种液体之间的界面上，作为欧姆电流从本体跳变的结果。在施加场时，液滴可以获得稳定的扁长形或扁圆形形状，其内部和外部都具有环形循环流动，该环形循环流动是由于场对表面电荷分布的作用而由界面上的切向应力引起的。自从\cite{taylor1966}的开创性工作以来，已经有许多计算和理论研究来预测实验中测量的变形。然而，大多数现有的理论模型，或者忽略了瞬态电荷弛豫或非线性电荷对流的界面流动。在这项工作中，我们开发了一种新的小变形理论精确到二阶电毛细数${O}(Ca_E^2)$完整的Melcher-Taylor模型，包括瞬态电荷弛豫，电荷对流的流动，以及瞬态形状变形。本文的主要结果是推导出了感应电多极子的耦合演化方程和基于球谐函数描述形变的形函数。我们的研究结果，这是与以前的模型在适当的限制是一致的，完全非线性数值模拟的基础上轴对称边界元制剂和现有的小变形制度的实验数据显示出良好的协议。
2016-05-16 physics.flu-dyn
Steering droplets on substrates with plane-wave wettability patterns and deformations
本研究通过边界元法数值模拟发现，基底润湿性行波或变形可驱动液滴产生冲浪与摆动两种运动模式，其转变符合SNIPER分岔，且可利用临界波速与液滴半径的依赖关系实现液滴尺寸分选。
2023-10-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Molecular Dynamics Study of Rotating Nanodroplets: Finite-size Effects and Nonequilibrium Deformation
用分子动力学模拟研究了旋转液滴的非平衡动力学。当液滴的尺寸小时，观察到与理论预测的小偏差，并且随着液滴的尺寸增加，偏差变得更小。观察到了变形的特征时间尺度，发现（i）在小频率下，变形时间尺度几乎与转速无关;（ii）随着温度的升高，变形时间尺度变短。提出了一个简单的模型来解释液滴的变形动力学。
2011-06-01 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Interactions of a collapsing laser-induced cavitation bubble with a hemispherical droplet attached to a rigid boundary
研究空化气泡与刚性边界上半球形油滴的相互作用，通过实验和理论模型揭示四种典型相互作用模式，并基于Weber数和各向异性参数确定相互作用区域。
2023-10-23 physics.flu-dyn
Dynamics of an elastoviscoplastic droplet in a Newtonian medium under shear flow
采用有限差分和水平集方法，结合Saramito模型，对牛顿流体平面剪切流场中弹粘塑性液滴的动力学行为进行了三维直接数值模拟.该模型产生屈服应力行为，其中材料的未屈服状态被描述为Kelvin-Voigt粘弹性固体，而屈服状态被描述为粘弹性Oldrophil-B流体。在连续增加的剪切速率下模拟卡波姆的初始固体滴的屈服。我们继续研究的作用，无量纲参数的产生过程中，特别是宾汉数（$Bi$），毛细管数（$Ca$），韦森伯格数（$Wi$），溶剂和总液滴粘度的比例。我们发现，所有这些参数，而不仅仅是$Bi$，有一个显着的影响力的下降动态。数值模拟结果表明，液滴内部未屈服区域的体积随着$Bi$和$Wi$的增大而增大，而在低$Wi$和$Bi$的情况下，液滴内部未屈服区域的体积随着$Ca$的增大而减小.一个新的政权地图获得的屈服，未屈服，和部分屈服模式作为$Bi$和$Wi$的函数的预测。液滴变形的研究和解释通过检查在附近的液滴界面的应力。变形对$Bi$和$Wi$具有复杂的依赖性。在低的$Bi$下，液滴变形随着$Wi$的增加而显示出非单调行为。相反，在中等和高$Bi$下，液滴变形总是随着$Wi$而增加。此外，发现变形随$Ca$和溶剂与总液滴粘度比而增加。一个简单的常微分方程模型来解释数值观察到的各种行为。所提出的结果是相反的启发式的想法，在分散相的粘弹性总是抑制变形。
2021-10-27 physics.flu-dyn
Droplets in isotropic turbulence: deformation and breakup statistics
通过均匀各向同性湍流的拉格朗日模拟，研究了中性浮力亚Kolmogorov椭球液滴的变形和破碎的统计特性。还研究了液滴的平均寿命与初始液滴尺寸和毛细管数的关系。以前由Olbricht、Rallison和Leal [J. Non-Newtonian Fluid Mech. $\mathbf{10}$，291（1982）]引入的液滴矢量模型被用于分析地预测上述量的行为。
2018-05-31 nlin.CD physics.flu-dyn
Surfactant reorientation under shear: dynamic surface tension and droplet deformation
School of Mathematics and Statistics, The Open University（开放大学数学与统计学院）
研究剪切流下表面活性剂各向异性取向与流动的耦合，发现其可导致剪切依赖的有效表面张力和非平凡液滴变形，并通过相场模型和微扰理论分析这一机制。
2026-06-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Electrohydrodynamics of compound droplet in a microfluidic confinement
本文研究了均匀电场作用下微通道内双重乳状液的动力学。本文采用相场法研究了两平行平板电极间的复合液滴的非平凡电流体动力学。在流体惯性可以忽略不计和形状变形小的假设下，还开发了一个渐近模型来预测在无限悬浮介质的极限情况下的瞬态以及稳态液滴动力学。所涉及的相位被假定为理想电介质或漏电介质。随后的研究表明，形状变形的任何一个界面的液滴增加的通道限制的一个完美的介电系统的上升。然而，对于漏电介质系统，内部液滴和外部液滴的变形可以增加或减少取决于系统的电性能（电导率和介电常数）的沟道约束的上升。本研究进一步考虑了内部液滴偏心率的影响。取决于系统的介电常数和电导率的相对大小，如果偏心定位，则内部液滴可以表现出来回或简单的平移运动。可以看出，在通道限制的增加导致内液滴的平移运动，从而使其运动独立于任何电气性能。由于复合液滴模型近似地模拟了细胞的结构，因此预计当前的研究将对预测外部施加的电场对任何流体限制中的细胞的动力学的影响产生重大影响，因此具有在医学诊断领域中广泛应用的潜力。
2018-08-13 physics.flu-dyn
Complex Fluid-Fluid Interface may Non Trivially Dictate Droplet Deformation in an Incipient Flow
本研究从理论上预测了界面粘度对复合液滴变形和体相流变学的影响。手头的系统包括同心复合液滴的稀乳液，其负载有表面活性剂并悬浮在线性流中。在这项研究中，考虑了两种类型的线性流动，即单轴拉伸流和简单剪切流。表面活性剂沿液滴表面的存在导致界面粘度的产生，其不同于本体。该界面粘度产生粘性阻力，该粘性阻力连同液滴表面上的本体流动引起的不均匀表面活性剂分布一起显著改变液滴动力学。对于本研究的渐近方法是用来解决扩散为主的表面活性剂运输的极限情况下的流场。假设的表面活性剂是散装不溶性和可忽略的惯性存在于流体流动中，它表明，界面粘度的存在下，减少了化合物滴的变形，并提高了稀释的双重乳液的稳定性。同时，乳液的有效粘度也随着界面粘度的增加而增加。对于大的界面粘度值，液滴变形被认为增加，因此双重乳液的稳定性是值得怀疑的。
2017-11-23 physics.flu-dyn
Deformation dynamics of an oil droplet into a crescent shape during intermittent motion
本研究针对含樟脑和油红O的石蜡液滴在水面的间歇新月形变形运动，通过定量分析与悬滴法测量，揭示了界面张力变化与樟脑流出驱动力降低共同作用的机制。
2024-10-05 cond-mat.soft nlin.PS physics.flu-dyn
Deformation and break-up of viscoelastic droplets Using Lattice Boltzmann Models
我们调查的牛顿/粘弹性液滴在粘弹性/牛顿矩阵的流体动力学条件下的限制剪切流的破碎。我们的数值方法是基于格子玻尔兹曼模型（LBM）和有限差分（FD）计划的组合。LBM被用来模拟两个不混溶的流体与可变的粘度比（即液滴基质粘度的比率）; FD计划被用来模拟粘弹性，和聚合物的动力学引入使用粘弹性流体的本构方程与可伸缩的非线性弹性哑铃与Peterlin的封闭（FENE-P）。我们研究了强和弱限制的情况下，突出的作用，基质和液滴的粘弹性改变液滴动力学启动后的剪切流。模拟提供了容易获得的数量，如液滴变形和取向，并将用于定量预测临界毛细管数在液滴破裂，后者是强烈相关的形成多个颈缩在分手。这项研究补充了我们以前对液滴粘弹性作用的研究（A。Gupta \M. Sbragaglia，{ \it Phys. Rev. E} { \bf 90}，023305（2014）），并且在此进一步扩展到基质粘弹性的情况。
2016-11-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Transient deformation of a droplet near a microfluidic constriction : a quantitative analysis
我们报告的实验，包括变形的收集由微流控芯片通过流动聚焦装置产生的单分散液滴。我们表明，一个适当的数值模拟的流量是必要的，以访问由后者施加在液滴沿其轨迹通过芯片的应力。这一关键步骤使控制动态变形的微分方程能够完全集成，从而通过将实验与计算的变形拟合来稳健地测量界面张力。因此，我们的研究表明，在微流体流动，涉及例如液滴，胶囊或细胞的定量原位流变学的可行性。
2018-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Migration and deformation of a droplet enclosing an active particle
本文通过小变形渐近分析研究内含 Stokeslet、rotlet 或 stresslet 奇点活性粒子的可变形液滴，揭示偏心位置、形状模态及界面对液滴迁移的影响。
2024-07-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Deformation modes of an oil-water interface under a local electric field: From Taylor cones to surface dimples
流体界面在足够强的电场下分解，导致电流体动力学（EHD）尖端流。泰勒锥，从锥尖的尖端发射带电液滴，是EHD不稳定性中最突出和研究最充分的例子。在液-液系统中，可以观察到比简单的泰勒锥更复杂的界面变形模式，界面被推离电极，并且从凹坑的边缘出现额外的锥结构。在这篇文章中，我们调查这些变形模式背后的机制，实验和数值模拟，并证明液滴的存在触发界面处的凹坑。为了表征基本过程，我们用具有规定电解质体积流量的中空金属针代替针电极。浸没式电喷雾将具有不同离子浓度的KCl水溶液的液滴引入具有不同粘度的硅油中。通过测量相应的电流和光学调查的界面变形，我们研究了系统响应的离子浓度，粘度，外加电压以及流速的变化。除了实验，我们使用有限元求解器和计算由于油相中的液滴的电荷传输。进一步计算了流场、电势分布和界面变形。在我们的模型与粒子跟踪测速数据的油相内的流动校准后，我们重现实验观察到的酒窝在液-液界面。总之，这项工作突出了当液-液界面暴露于局部电场时观察到的复杂动态模式的带电液滴的重要性。
2022-01-04 physics.flu-dyn
Electrostrictive counter-force on fluid microdroplet in short laser pulse
当一个微米大小的液滴被激光脉冲照射时，两种情况之间存在根本区别。如果脉冲与声音穿过液滴的渡越时间相比是短的，则破坏性的光学Abraham-Minkowski辐射力被电致伸缩抵消，并且净应力是压缩的。相比之下，如果脉冲在这个尺度上很长，则电致伸缩被弹性压力抵消，并且电磁力的幸存项Abraham-Minkowski力是破坏性的，并且使液滴变形。超短激光脉冲在现代实验中经常使用，而且最近在液体表面的激光操纵方面取得了令人印象深刻的进展，从而形成了将两者结合起来的理论。我们分析了电致伸缩的贡献解析和数值模拟的球形液滴。
2012-03-22 physics.flu-dyn physics.optics
Droplets on a Tilted Plate
在这篇简短的论文中，我们提出了一个流体动力学视频的变形液滴时，倾斜的电动阶段。这是向2013年流体运动画廊提交的一份文件，该画廊是APS-DFD第66届年会的一部分。视频显示了在同一表面上放置不同位置的液滴在前后倾斜时如何表现出普遍的行为。
2013-10-11 physics.flu-dyn
Fast & Scalded: Capillary Leidenfrost Droplets in micro-Ratches
在这个提交给第31届流体运动画廊的流体动力学视频中，（在这里找到不同的版本http：//youtu.be/CS0c05WQ_js），我们说明了毛细管自推进莱顿弗罗斯特液滴在微米棘轮中的特殊动力学。为了能够推进尺寸为1 mm量级的水滴，使用皮秒脉冲激光源通过直接材料去除来产生微棘轮。利用皮秒激光脉冲的表面微图案化允许在各种衬底上产生良好控制的形貌，分辨率通常在微米范围内。更多的信息可以在参考文献中找到。
2013-10-22 physics.flu-dyn
