Coalescence of surfactant-laden droplets
本研究通过分子动力学模拟揭示含表面活性剂液滴聚并中表面活性剂的质量输运机制，发现桥接生长动力学的关键差异，对相关技术至关重要。
2023-06-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear-Induced Droplet Breakup and Subsequent Coalescence of the Daughter Droplets
在这个流体动力学视频中，我们展示了简单剪切流中液滴破碎和碰撞的模拟。由于基于GPU的模拟的高分辨率，我们捕捉到从低毛细管数的聚结到较高值的滑动的过渡。
2012-10-13 physics.flu-dyn
Elasticity can affect droplet coalescence
最近的研究聚合物液滴在固体基质上的聚结报告了强烈的分歧;问题的核心是聚合物液滴的聚结是否类似于牛顿流体，并且独立于分子松弛，或者聚合物链的缠结的作用是否导致不同于牛顿流体的过渡动力学。通过这份报告，我们通过讨论合并方法对控制合并过程的主导力量的影响，即，惯性、耗散和松弛。我们的研究揭示了聚合物液滴的聚结动力学并不是普遍的，事实上，它是偶然的聚结被触发的方法。此外，我们展示了桥梁的空间特征，在不同的时刻，通过相似性分析。在修正的聚合物流体薄膜润滑方程中引入相似参数，从理论上得到了一个通用的桥形。
2022-05-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Numerical simulation of the coalescence-induced polymeric droplet jumping on superhydrophobic surfaces
本文通过三维直接数值模拟研究超疏水表面上粘弹性液滴合并诱导跳跃，揭示弹性与剪切变稀改变速度标度并促进液滴在更高Ohnesorge数下跳离表面。
2022-02-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Jamming modulates coalescence dynamics of shear-thickening colloidal droplets
本文研究剪切增稠胶体液滴的聚并动力学，发现其颈部生长遵循亚牛顿幂律，且颗粒分数超过堵塞分数时聚并显著延迟，并通过修正悬浮液黏度的理论模型解释了该现象。
2023-10-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Coalescence-induced alignment of anisotropic particles in drying sessile droplets
Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy (IET-2)（亥姆霍兹埃尔朗根-纽伦堡可再生能源研究所（IET-2））；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）
该研究通过介尺度模拟揭示了干燥悬垂液滴聚并及蒸发对各向异性粒子取向的影响，推导了几何标度，明确接触角调控取向保持效果，为印刷材料性能调控提供了依据。
2026-08-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Complex Dynamics of an Acoustically Levitated Fluid Droplet Captured by a Low-Order Immersed Boundary Method
提出一种结合声学微扰理论的混合浸入式边界方法，半解析求解声学散射并建模时间平均声学力，实现了驻波中声悬浮液滴动力学的高效模拟，并揭示了椭圆形液滴的流型新见解。
2024-03-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Self-cleaning of hydrophobic rough surfaces by coalescence-induced wetting transition
超疏水性的荷叶等具有自清洁功能的天然表面已被广泛研究，以开发人工仿生表面。由分级结构产生的表面粗糙度是超疏水性和自清洁所需的关键性质。在这里，我们展示了一种新的自清洁机制的纹理表面归因于自发聚结诱导的润湿过渡。我们专注于润湿转变，因为它代表了一种新的机制，这可以解释为什么粗糙表面上的液滴能够从高粘附性的Wenzel状态变为低粘附性的Cassie-Baxter状态并实现自清洁。特别是，我们进行多体耗散粒子动力学模拟的液滴坐在机械纹理基板。我们定量研究了Cassie-Baxter和Wenzel状态下孤立液滴的润湿行为以及液滴的聚结。我们的模拟结果表明，在Cassie-Baxter状态的液滴有更低的接触角滞后和更小的流体动力学阻力比在Wenzel状态的液滴。当相邻的小液滴合并成较大的纹理疏水基板上，我们观察到一个自发的润湿过渡从Wenzel状态的Cassie-Baxter状态，这是由表面能合并后释放的液滴。对于超疏水表面，释放的表面能可能足以引起液滴离开表面的跳跃运动，在这种情况下，再增加一个液滴以聚结可以将跳跃速度增加一个数量级。当涉及多个液滴时，我们发现可以通过适当地设计液滴的总体布置和它们之间的距离来控制聚结液滴中液体组分的空间分布。
2018-10-31 physics.comp-ph physics.flu-dyn
The effect of the liquid layer thickness on the dissolution of immersed surface droplets
液滴在液体浸没的固体表面上是许多应用中的关键要素，例如高通量化学分析和液滴模板多孔材料。当周围的液体不饱和时，这种表面液滴溶解，并且溶解过程通常被处理为类似于在空气中蒸发的固着液滴。通常，理论模型预测溶解液滴的质量损失率作为液滴几何因素（半径、恒定角度）和液滴材料性质（扩散常数和密度）的函数，其中忽略周围液体层的厚度。在这里，我们调查，数值和理论上，周围的液体层的厚度上的溶解表面液滴的寿命的效果。我们进行了$3D$格子玻尔兹曼模拟，发现寿命与液体层的厚度成正比。我们提出了一个准静态扩散方程的基础上，证实了数值结果的理论模型。我们的研究结果提供了深入了解溶解表面液滴的基本理解，并可以提供有价值的指导方针，其中液滴寿命是很重要的设备的设计。
2019-07-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Coalescence of immiscible sessile droplets on a partial wetting surface
本文通过实验与理论研究了部分润湿表面上两个不互溶液滴的聚并过程，将其划分为液桥生长、振荡和复合液滴回缩三个阶段，并揭示了界面张力对振荡的阻力作用及接触线附近的粘性阻力集中机制。
2023-09-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Coalescence of sessile aqueous droplets laden with surfactant
本研究通过大规模分子动力学模拟，揭示了含表面活性剂固着液滴在不同润湿性基底上的聚结机制，发现接触角影响聚结行为，桥接生长遵循2/3幂律，且表面活性剂浓度增加会减缓聚结。
2024-02-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Coalescence delay mediated by the gas layer during the impact of hot droplets
本研究通过实验发现，热液滴撞击液膜时，液滴底部温度梯度诱导的Marangoni流动使介入气层变厚，从而延迟聚结，使驻留时间增加两个数量级以上。
2025-04-23 physics.flu-dyn
Droplet actuation induced by coalescence: experimental evidences and phenomenological modeling
本文考虑了两个液滴之间的相互作用放置在基板上的紧邻。我们在这里表明，当两个液滴是不同的流体，特别是当一个液滴是高度挥发性的，可以观察到丰富的迷人的现象。特别地，相互作用可导致液滴系统的致动，即其在有限长度上的位移。为了控制这种位移，我们认为液滴被限制在由等离子体处理的PDMS基板所产生的亲水性条纹上。这种受控致动在微流体领域开辟了未探索的机会。为了解释所观察到的致动现象，我们提出了一个简单的唯象模型的基础上牛顿第二定律和一个简单的平衡所产生的驱动力之间的表面能梯度和粘性阻力。这个简单的模型能够定性和定量地再现所观察到的液滴动力学。
2012-08-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
To coalesce or not to coalesce: Droplets and surface tension gradients
我们数值研究了半径为$R_0$的两个固着液滴的聚并动力学。将液滴放置在接触角为$θ_{eq.} = π/9$的刚性基底的顶部。具有高度可吸收的基底（$θ_{eq} \ll π/2$）理论预测桥高度（$h_0$）根据$h_0(t) \sim t^{2/3}.$缩放。这种行为可以用例如表面张力梯度（$\partial_xγ\neq 0$）来改变。这些梯度例如在传热、表面活性剂或具有不同但可混溶的液体的情况下出现。代替聚结，这些梯度可以导致稳定的两个液滴状态。在这项工作中，我们专注于这个问题的两个方面。第一个是表面张力的具体选择，从而使其具有空间相关性。第二个是缩小规模，走向一个制度，其中分离的压力变得重要。我们发现，聚结可以被抑制，因为有一个急剧的梯度，在表面张力。如果这个梯度是模糊的，我们发现一个中间协议与$2/3$幂律。在大的拖尾宽度的限制下，我们观察到一个不对称的聚结。
2022-08-19 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Coalescence of immiscible droplets in liquid environments
本研究通过高速成像和理论模型，实验探究了低和高粘度液体中不混溶液滴的合并动力学，发现液桥生长遵循不同幂律，并提出统一惯性-粘性-毛细时间尺度，揭示惯性与粘性阻力的联合作用。
2023-12-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Viscous coalescence of droplets: a Lattice Boltzmann study
用格子玻尔兹曼方法研究了两个静止液滴在饱和汽相中的聚并过程。我们发现，在粘性区，桥半径服从时间的t^{1/2}标度律，其特征时间尺度由粘性时间给出。我们的研究结果显着不同的预测现有的分析理论的粘性聚结，以及从实验观察。虽然这些偏差的根本原因是目前未知的，一个简单的缩放参数给出了很好地描述我们的结果。
2013-05-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Molecular dynamics simulation of the coalescence of surfactant-laden droplets
本研究采用统计缔合流体理论粗粒化模型，探究不同类型及浓度表面活性剂对水滴聚结的影响，揭示了表面活性剂输运机制、聚结动力学阶段及浓度效应，为相关聚结机制研究提供新见解。
2023-11-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Splitting droplet through coalescence of two different three-phase contact lines
两相以上的运动接触线决定了大量的界面现象。尽管其重要性的基础和应用过程中，接触线在四相（两个不混溶的液体，固体和气体）的交界处已被解决，只有在少数调查。在这里，我们报告了一个有趣的现象，以下四个阶段的油，水，固体和气体接触后，通过两个不同的三相接触线的合并。我们结合实验研究和理论分析，揭示和合理化的动力学表现在一个微米级的油滴的接触线和一个毫米级的水滴，覆盖在基板上的油滴的后退接触线之间的合并。我们发现，合并后的四相接触线形成了一个短暂的时间。然而，这种四重接触线并不稳定，导致“液滴分裂”效应，并最终将油滴从水滴中排出。然后，我们表明，不同阶段之间的界面张力和油滴的粘度决定的分裂动力学。更粘稠的油显示出对由四重接触线的不稳定性引起的液滴的极端变形的更高的抵抗力，并且对于这种情况没有观察到液滴排出。
2020-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Critical parameters for the partial coalescence of a droplet
通过调节两种液体的粘度，对液滴在平面液/液界面上的部分聚结进行了实验研究。这个问题主要取决于四个无量纲参数：邦德数（重力与表面张力），欧姆索奇数（两种流体的粘度与表面张力），和密度相对差异。子液滴尺寸和母液滴尺寸之间的比率作为这些无量纲数的函数进行了研究。在聚结过程中测量了液滴的可用表面能等全局量。详细研究了毛细波的传播和衰减。讨论了这些波与部分合并的关系。提出了额外的粘性机制，以解释这两种粘度所发挥的不对称作用。
2006-12-15 physics.flu-dyn
Scalings in Coalescence of Liquid Droplets
这封信提出了两个粘性球形液滴合并的标度理论。一个初始值的问题，制定和解析求解的液滴聚结后形成的液体颈部的半径的演变。初始值问题的两个渐近解再现了在粘性和惯性制度的著名的标度关系。Paulsen等人[Phys. Rev. Lett. 106，114501（2011）]在理论中体现，并且它们的拟合关系（其示出了不同粘度的数据在单个曲线上的塌陷）是对初始值问题的一般解的近似。
2018-12-28 physics.flu-dyn
Electrohydrodynamics of a pair of leaky dielectric droplets on the solid substrate: A lattice Boltzmann study
本研究用格子玻尔兹曼方法模拟基底上漏电介质液滴对，发现水平电场下五种吸引模式、垂直电场下三种排斥模式，并揭示润湿性、介电常数比等对聚并与悬浮的影响。
2025-08-10 physics.flu-dyn
Droplet coalescence and breakup: Numerical simulations using moving mesh interface tracking with dynamic mesh adaptation
采用有限体积/移动网格界面跟踪方法（MMIT），对液滴的破碎和聚并过程进行了数值模拟。在这种方法中，界面是零厚度的，并以拉格朗日方式移动。采用网格分离和网格合并方法模拟了界面的分裂和合并过程。在这段视频中显示了三种情况，包括最初延伸的液滴的松弛和破裂，两个相同的液滴偏离中心碰撞，以及剪切流中的液滴对。网格自适应能够捕获大变形和薄区域，并且分辨的最小长度比液滴半径小三个数量级。模拟的流体动力学视频将在2010年的流体运动画廊中展示。
2010-10-15 physics.flu-dyn
Controlling the partial coalescence of a droplet on a vertically vibrated bath
提出了一种新的方法来阻止液滴在液池上的部分聚结级联。该策略包括在垂直方向上振动浴，以保持小液滴弹跳。由于大的液滴不能反弹，它们会部分聚结，直到达到临界尺寸。该系统表现为低通滤波器：选择小于临界尺寸的液滴。该尺寸已被研究为浴振动的加速度和频率的函数。结果表明，弹跳的极限尺寸与液滴变形的第一模式有关。
2007-08-22 physics.flu-dyn
Unified Viscous-to-inertial Scaling in Liquid Droplet Coalescence
这封信提出了一个理论上的两个球形液滴，最初是固定的合并。在聚结后形成的液体颈部的半径的演变被制定为一个初始值问题，然后解决，以产生一个精确的解决方案，没有自由参数，其两个渐近近似再现众所周知的缩放关系在粘性和惯性制度。Paulsen等人[Phys. Rev. Lett. 106，114501（2011）]也通过该理论恢复，使得不同粘度的数据塌陷到单个曲线上。
2019-06-12 physics.flu-dyn
Pinning mediated coalescence-induced lateral droplet motion on nanotextured superhydrophobic surface
本研究通过实验发现，在纳米纹理超疏水表面上，当CS与PW液滴尺寸相近且约为亲水点尺寸的3至3.5倍时聚并，可抑制垂直动量并产生面内动量，驱动液滴横向运动。
2025-10-08 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
A Hybrid Immersed-Boundary/Front-Tracking Method for Interface-Resolved Simulation of Droplet Evaporation
本研究提出一种IB/FT混合方法，结合镜像点、虚胞元与前沿跟踪实现液滴表面边界条件二阶空间精度，经基准验证后用于可变形液滴蒸发模拟，结果与现有主流蒸发模型做了对比。
2024-11-27 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Droplet coalescence on a sloped fibre
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Northwestern University（西北大学）
本文研究倾斜纤维上液滴聚并的早期与晚期动力学，提出润滑模型和加权残差模型，解释并预测了聚并诱导的定向迁移现象。
2026-09-30 physics.flu-dyn
Controlled coalescence-induced droplet jumping on flexible superhydrophobic substrates
本文研究柔性超疏水基底对液滴聚并跳跃的影响，发现通过调节基底刚度和频率可使跳跃速度与高度分别降低40%和64%，并指出该效应可用于露水和雾水收集。
2023-04-11 physics.app-ph physics.flu-dyn
The asymmetric coalescence of two droplets with different surface tensions is caused by capillary waves
当两个具有不同表面张力的液滴碰撞时，合并液滴的形状演变是不对称的。使用实验和数值计算技术，我们揭示了这种不对称性是由不对称的毛细波，这是不同的表面张力的液滴的结果。我们发现，增加的表面张力差的不对称性增强，并通过增加碰撞液滴的惯性抑制。此外，我们还研究了无惯性极限下的毛细波。我们发现，不对称性是不是直接由Marangoni力。事实上，马兰戈尼效应强烈地降低了不对称性，这与直觉相悖。相反，与液滴的不同表面张力相关的不同的固有毛细波振幅和速度是液滴聚结期间不对称性的起源。
2022-01-11 physics.flu-dyn
Is There a Scaling Law in the Inviscid Coalescence of Unequal-size Droplets?
本研究通过实验与理论模型，探讨不等尺寸液滴无粘聚并中液桥演化的标度律，发现经典1/2幂律仅在小尺寸比下成立，大尺寸比时出现指数依赖的标度破缺。
2024-08-21 physics.flu-dyn
Electro-Coalescence Fireworks
电聚结是将电场施加到聚结流体上。以下流体动力学视频显示了液滴在嵌入粘性介质并受到非常高的电场的影响时聚结成流体浴。电应力在液滴顶点的集中使其破裂。液滴是甘油，粘性介质是硅油。
2009-10-09 physics.flu-dyn
Droplet coalescence kinetics: thermodynamic non-equilibrium effects and entropy production mechanism
本研究利用离散玻尔兹曼方法揭示液滴聚并中热力学非平衡效应与熵产生机制，提出以总TNE强度和熵产生率作为阶段判据，并阐明表面张力与NOMFs的竞争作用及尺寸差异影响。
2023-11-11 physics.flu-dyn
Dynamics of viscous coalescing droplets in a saturated vapor phase
采用格子Boltzmann数值模拟方法研究了两液滴在饱和汽相中的聚并动力学。注意的是支付的汽相上的形成和增长动力学的液桥在粘性制度的效果。我们观察到，发生合并的发病较早，桥的膨胀最初进行得更快，当合并发生在饱和蒸汽中相比，在不凝性气体中的合并。我们认为，最初更快的演变的合并在饱和蒸汽是由蒸汽运输通过冷凝在合并的早期阶段。
2015-12-21 physics.flu-dyn
The effect of droplet coalescence on drag in turbulent channel flows
通过直接数值模拟，研究了液滴聚并对湍流壁面边界流动的影响。特别地，流体体积法和前沿跟踪法分别用于模拟包含聚结液滴和非聚结液滴的湍流槽道流动。我们发现，聚结液滴对阻力的影响可以忽略不计，而非聚结液滴随着分散相体积分数的增加而稳定地增加阻力：实际上，在10体积分数下，非聚结液滴显示出30%的阻力增加，而聚结液滴显示出小于4%的增加。我们解释了这一点，通过看在通道中的液滴的壁正常的位置，并表明，非聚结液滴进入粘性子层，产生的界面剪切应力，减少了预算的粘性应力在通道中。另一方面，聚结液滴向通道的主体迁移，形成大的聚集体，这几乎不影响粘性剪切应力，同时阻尼雷诺剪切应力。我们证明了这一点有关的平均粘性剪切应力集成在壁法线方向的中心线速度。
2021-07-19 physics.flu-dyn
Rheocoalescence: Relaxation time through coalescence of droplets
已知悬垂液滴与固着液滴聚结以形成单个子液滴的动力学形成桥。桥的演变始于两滴之间的点接触，导致尺寸与液滴直径相当的液体颈。为了探测聚合物流体中的这种现象，我们使用高速成像来量化聚结过程中的颈部半径增长。在目前的研究中，我们揭示了存在三个制度的基础上的浓度比$c/c^*$，即，惯性弹性$c/c^*<c_e/c^*$，粘弹性$c_e/c^*<c/c^*<20$和弹性为主的制度$c/c^*>20$。研究结果表明，颈半径随时间（t）的增长服从幂律行为$t^b$，使得系数$b$在惯性弹性和粘弹性区域具有稳定值，在弹性主导区域单调减小.基于$b$对浓度比的这种依赖性，我们提出了一种新的测量技术流变聚结来获得这些流体的弛豫时间。我们还显示了偏离文献中提出的普遍性的弹性为主的制度。
2022-01-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Surface jets and internal mixing during the coalescence of impacting and sessile droplets
实验研究了在表面张力占主导地位的情况下，具有相同或不同表面张力的固着液滴和随后沉积的撞击液滴在聚结过程中的内部动力学。两个彩色高速摄像机被用来捕捉快速的内部流动和相关的混合，同时从两侧和仰视图通过添加惰性染料的影响液滴。如果具有相同表面张力的液滴之间有足够的横向间隔，则在合并的液滴顶部识别出稳健的表面射流。图像处理表明，这种射流是由冲击惯性和不动接触线引起的表面流动的结果。通过在聚结液滴之间引入表面张力差，可以经由马兰戈尼流来增强或抑制表面射流。初始液滴配置和相对表面张力的长期动态和混合效率的影响，加上新兴的应用，如反应性喷墨打印的影响，也被认为是。
2020-02-24 physics.flu-dyn
Dimple drainage before the coalescence of a droplet deposited on a smooth substrate
在自然界中，从泡沫到自由表面上的亚毫米气泡，薄的液体或气体膜无处不在，它们的破裂留下了小滴和气泡的集合。然而，导致这些电影爆炸的机制仍在争论中。因此，本研究的目的是了解之间的毫米液滴和光滑的固体或液体薄膜重力挤压的薄空气膜的排水动力学。求解耦合润滑方程和分析的主要条款在固体和液体膜的情况下，我们解释了为什么排水是更快的液体膜的情况下，往往导致更短的聚结时间，在最近的实验中观察到的。
2020-07-21 physics.flu-dyn
Immersed boundary - lattice Boltzmann method for wetting problems
本研究提出一种混合浸没边界-格子玻尔兹曼介观模型，通过引入正则化相互作用力模拟液滴与固体的浸润，无需预校准即可覆盖疏水至亲水情况，并经平衡形状与铺展动力学验证。
2025-03-27 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Bouncing to coalescence transition for droplet impact onto moving liquid pools
Brown University（布朗大学）；University of Warwick（华威大学）；University of Oxford（牛津大学）
研究液滴撞击运动液体池时，平移运动如何影响弹跳到合并的转变过程，并通过实验和模拟揭示其机制。
2026-01-27 physics.flu-dyn
Droplet coalescence kinetics: Coalescence mechanisms and thermodynamic non-equilibrium effects under isothermal and non-isothermal conditions
本文从动理学角度研究等温与非等温条件下液滴聚并机制，揭示潜热温升通过改变表面张力与压力梯度延长聚并起始时间，并阐明热力学非平衡效应及熵产生机制的差异，为工业聚并过程调控提供理论依据。
2025-05-06 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
Directional self-propelled transport of coalesced droplets on a superhydrophilic cylindrical wire
在平坦表面上聚结的液滴倾向于以较小的液滴迁移到较大的液滴中结束。我们报告了一个反直觉的液滴聚结模式的超亲水性圆柱形线，其中较大的液滴被拉向较小的。因此，组合质量的中心显著地朝向（通常超过）较小液滴的原始位置移动。这种现象的发生主要是因为液滴在圆柱形金属丝上经历的粘性摩擦与液滴的尺寸不呈正相关，这与液滴在平坦表面上聚结不同。我们进行了基于质量弹簧阻尼器（MSD）模型的尺寸分析。我们的模型预测了各种聚结模式作为液滴大小之间的比例的函数，预测与实验观察相匹配。
2022-11-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Elasto-viscous regime in coalescence of viscoelastic droplets
本研究通过实验和模拟发现，粘弹性液滴聚并中弹性导致颈部生长幂律指数随时间转变，进入亚牛顿区，并利用指数Phan-Thien-Tanner模型准确再现了实验现象。
2025-10-08 physics.flu-dyn
Delayed coalescence of surfactant containing sessile droplets
当两滴相同液体的固着液滴接触时，它们在毛细作用的驱动下合并成一滴。然而，当两个液滴具有不同的表面张力时，尽管是完全可混溶的，但聚结可能被延迟，或甚至完全停滞相当长的一段时间。一个暂时的非聚结状态出现，在此期间，液滴在其基底上移动，仅通过它们之间的细颈连接。现有文献涵盖了纯液体和低表面活性的混合物。在本文中，我们专注于大的表面活性的情况下，使用不同浓度的表面活性剂水溶液。结果表明，聚结行为可以分为三个制度，发生不同的表面张力和接触角的液滴在初始接触。然而，并非所有现象都可以单独从表面张力对比度或接触角来预测，而是也很大程度上取决于表面活性剂浓度。这表明，合并过程不仅是由流体力学和几何形状，但也取决于表面吸附的分子物理。
2018-03-27 physics.flu-dyn
Vortex-Ring-Induced Internal Mixing Upon the Coalescence of Initially Stationary Droplets
本研究采用改进的流体体积法和自适应网格加密算法，数值研究了两个初始静止的大小不等的液滴合并后的内部射流混合。内部射流的出现归因于主涡环的形成，因为射流状结构显示出与合并液滴内部的主涡环的强相关性。通过跟踪主涡环及其环流的演变，我们确定了两个机制，是必不可少的内部射流的形成：涡环的增长和涡环分离。认识到涡环诱导射流的表现形式在物理上依赖于涡环的对流和粘性耗散之间的竞争，我们进一步开发和证实了基于涡环的雷诺数准则来解释在不同的Ohnesorge数和尺寸比的内部射流的发生。对于具有明显射流形成的合并液滴，射流形成后的平均混合速率随涡环雷诺数单调增加，因此涡环雷诺数可作为射流强度的近似度量。在这方面，更强的内部射流负责增强合并液滴的混合。
2017-06-22 physics.flu-dyn
Evaporation-driven coalescence of two droplets undergoing freezing
本文采用润滑近似数值模拟，揭示冻结中两液滴因蒸发通量不对称产生毛细流动而聚并，并阐明相对湿度、基底温度及冻结锋面推进的竞争机制。
2024-11-19 physics.flu-dyn
Interaction between a Rising Bubble and a Stationary Droplet Immersed in a Liquid Pool using Ternary Conservative Phase-Field Lattice Boltzmann Method
当浸没在液池中的静止气泡和静止液滴彼此接触时，它们形成气泡-液滴聚集体。它的平衡形态和稳定性在很大程度上取决于不同组分的表面张力的组合，称为铺展因子。在这项研究中，我们着眼于上升的气泡和静止的液滴之间的相互作用，以更好地了解聚结和上升的动力学以及气泡-液滴聚集体的形态变化。系统地研究了不同气泡尺寸和铺展因子下的相互作用过程。目前的模拟框架包括三元守恒相场格子玻尔兹曼方法（LBM）的界面跟踪和速度-压力LBM的流体力学，这是验证的基准情况下，如液体透镜和寄生电流周围的静态液滴与几个流行的表面张力公式。我们进一步测试我们的LBM的形态变化的两个液滴最初接触各种铺展因子，并描绘了最终的形态在相图。通过系统地改变扩散因子的符号，可以复制分离的、部分吞没的和完全吞没的形态。上升的气泡和静止的液滴相互作用的基础上，通过施加一个假想的浮力上升的气泡在静止条件下获得的最终形态进行了模拟。结果表明，与部分吞没形态的聚集体相比，具有双乳液形态的气泡-液滴聚集体可以最大限度地减少气泡-液滴聚集体的扭曲，并获得更大的终极速度。
2022-09-08 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
Liquid-Droplet Coalescence: CNN-based Reconstruction of Flow Fields from Concentration Fields
针对液滴聚结中流场难以实验获取的问题，提出用2D/3D U-Net等CNN模型从浓度场重构流场，经多场景DNS数据训练，高低Oh数下均准确，还对比了潜变量映射方法并验证了实验适用性。
2024-10-06 physics.flu-dyn
Convection-dominated dissolution for single and multiple immersed sessile droplets
我们数值研究单个和多个液滴溶解液滴组成的较轻的液体溶解在一个较密的主机液体。浮力的重要性通过瑞利数Ra来量化，瑞利数Ra是浮力除以粘性阻尼力。在这项研究中，Ra从0.1到400跨越了近40年。我们专注于如何的质量通量，其特征在于舍伍德数Sh，和流动形态取决于Ra。对于单个液滴溶解，我们首先示出了Sh（Ra）标度从恒定值到$Sh\sim Ra^{1/4}$的转变，这证实了Dietrich等人的实验结果（J. Fluid Mech.，vol. 794，2016，pp. 45- 67）。两种不同的制度，即扩散和对流为主的制度，表现出不同的流动形态：当Ra>=10，浮力羽流是清晰可见的，形成鲜明对比的纯扩散情况下，在低Ra。对于多液滴溶解，众所周知的屏蔽效应在低Ra下起作用，使得溶解速率与单液滴情况相比更慢。然而，在高Ra下，对流变得越来越占主导地位，使得集体羽流增强质量通量，并且显著地，多个液滴比单个液滴溶解得更快。这也已经在Laghezza等人的实验中发现（软物质，第12卷，2016年，第12页）。5787- 5796）。我们解释这种增强的形成一个单一的，更大的羽流，而不是几个单独的羽流。此外，存在最佳Ra，在该Ra处增强最大化，因为单个羽流在较大Ra处较窄，这因此阻碍了增强。我们的研究结果表明，在集体液滴溶解，这是合并的羽流，导致非平凡的现象，对比屏蔽效应的新机制。
2019-11-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Sequential Self-Propelled Morphology Transitions of Nanoscale Condensates Diversify the Jumping-Droplet Condensation
研究纳米级凝结物在纳米柱表面的形貌演变与动态行为，发现非合并机制的自驱动跳跃现象，并开发改进的能量模型关联纳米结构与跳跃速度，为功能性纳米表面设计提供新策略。
2022-11-17 physics.flu-dyn
Offset coalescence behaviour of impacting low-surface tension droplet on high-surface-tension droplet
本文实验研究低表面张力液滴偏心撞击高表面张力静置水滴，揭示表面张力、偏移和速度对铺展及回缩动力学的影响，并提出最大铺展长度预测模型。
2023-10-03 physics.flu-dyn
Investigation of drop coalescence via transient shape evolution: A sequential event based approach
当一滴液体被放置在另一个液体表面上时，观察到两种可能的聚结结果。母液滴反弹几次，漂浮，然后消失在液体池中，而不产生子液滴。这被称为完全聚结。另一个结果是从初级液滴本身产生次级液滴。这被称为部分聚结。这种现象的重复作为一个连续的自相似事件也被称为聚结级联。总体而言，完全聚结主要受吞入机制控制，而部分聚结则主要受滑移机制和溶质Marangoni流控制。在这里，我们使用高速摄像机和见证水滴碰撞后的液体池完全聚结，而非离子表面活性剂（TPE20）滴聚结部分。我们还观察到，子液滴生成的数量是表面活性剂浓度的强函数。在这里，我们利用图像来精心解释这两个现象在一个连续的事件为基础的方法使用物理学的基本理解。我们观察到的瞬态演变过程中的每个阶段，并找到形状明智的相似性与许多共同的对象。我们的研究揭示了一些有趣的洞察力的中间机制，并启发这两种现象的显着特点。在这里，我们提出的第一次，额外的不稳定性，由于从表面活性剂下降和向上推力上升的水层滑移由于拉普拉斯压力有助于形成二次液滴。关键词：部分聚结，完全聚结，高速摄影，液滴形态，滑移，拉普拉斯压力。
2015-08-14 physics.flu-dyn
