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 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
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
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
On droplets coalescence in a quasi-2D fluid
液滴的聚结在自然界和现代技术中起着至关重要的作用。各种实验和理论研究探索了3D和2D固体或液体基底上的液滴动力学。在本文中，我们证明了各向同性液滴的聚结限制在薄准二维液体-过热近晶薄膜。我们使用高速成像技术观察了微米级扁平液滴的合并过程，并分析了液滴在毫秒级时间尺度上的形状变化。我们的研究揭示了聚结时间的标度律，这表现出不同的依赖于液滴的几何形状比在固体基板上的液滴的情况下。提出了一个理论模型来解释行为的差异。
2020-03-28 cond-mat.soft 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
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
Dynamics of Coalescence-Induced Jumping Water Droplets
这段流体动力学视频展示了在纳米结构超疏水表面上凝结过程中聚结诱导液滴跳跃的不同相互作用机制。利用高速成像技术研究了超疏水氧化铜和碳纳米管表面的跳跃行为。视频演示多跳跃液滴，跳跃液滴返回到表面，和液滴液滴静电排斥进行了分析。使用外部电场结合定制实验室中的高速成像的实验被用于显示超疏水表面上的所有聚结诱导跳跃液滴在离开表面时变得带正电荷，这在视频中详细描述。
2013-10-10 cond-mat.soft 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
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
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
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
Bridge evolution during the coalescence of immiscible droplets
本研究通过实验和理论模型发现，不相溶液滴聚结时，液桥在黏性主导阶段与可混溶液滴相似，但在惯性主导阶段因水-油界面和额外界面张力而变慢，并提出了修正的Ohnesorge数来表征转变。
2023-12-24 cond-mat.soft 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
Coalescence of sessile polymer droplets: A molecular dynamics study
本文通过分子动力学模拟研究不同链长聚合物液滴在不同润湿性基底上的聚并过程，发现液桥生长速率随基底润湿性增强而提高、随链长增加而降低，且基底润湿性对液滴接近动力学的影响大于链长。
2023-09-20 cond-mat.soft 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
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
Microscale investigation of binary droplet coalescence using a microfluidic hydrodynamic trap
微米级液滴的聚结受到几个参数的影响，包括液滴尺寸、两相粘度、液滴速度和接近角，以及界面张力和表面活性剂覆盖率。在表面活性剂存在下，聚结液滴之间的膜的动力学和变薄可能特别复杂，这是由于产生Marangoni应力和降低的膜流动性。在这项工作中，一个微流体流体动力斯托克斯陷阱是用来轻轻地转向和陷阱的表面负载微米大小的液滴在一个十字槽的中心。使进入的液滴与捕获的液滴聚结，产生膜排水时间的测量。在重矿物油和轻矿物油中，使用微流体T型接头在上游形成水滴，并使用油溶性表面活性剂SPAN 80进行稳定。测量膜排水时间作为连续相粘度、进入液滴速度、截留液滴尺寸和高于和低于临界胶束浓度（CMC）的表面活性剂浓度的函数。如所预期的，具有较高表面活性剂浓度、较高连续相粘度和较慢液滴速度的系统表现出较长的膜排水时间。也许更令人惊讶的是，较大的液滴和高限制也导致较长的膜排水时间。这里的结果用于确定聚结的临界条件，包括上限和下限临界毛细管数。此外，它表明，诱导的表面活性剂浓度梯度效应，使聚结事件后，液滴最初絮凝，在表面活性剂浓度高于CMC。微流体流体动力学陷阱提供了新的见解膜排水的表面活性剂的作用，并开辟了途径，在微米长度尺度和毫秒时间尺度的控制聚结研究。
2020-05-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Non-coalescence and in-plane momentum generation in sessile droplet clusters
本文研究了疏水表面静坐液滴簇中液滴的非聚并现象，发现液滴聚并时的表观接触会产生弹跳相互作用并引发面内动量产生，实现液滴自驱动，为超疏水表面滴状冷凝中的被动液滴去除提供了新途径。
2025-07-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Coalescence of immersed droplets on a substrate
基板上的液滴的动力学对微流体系统具有强烈的影响，从市售的芯片实验室系统到开放式微流体的最新发展。微液滴和纳米液滴在基底上的聚结已经被广泛研究，但在以前的研究中，重点一直是界面运动。在这里，我们使用计算机模拟研究聚结液滴浸没在另一种液体中，在惯性占主导地位的制度，也调查液滴的内部流场。结果表明，该动力学性质类似于空气中的聚结，具有相同的自相似增长规律。我们在这里指出，在90度的液滴的缩放参数的模糊性，这表明自己的速度。我们发现，液滴的接触角低于90度表现出自相似的速度场，并确定了相应的标度律。然而，对于90度的下降，它表明，速度场有一个更复杂的结构，超出了通常的缩放参数调用聚结。
2017-09-22 cond-mat.soft physics.comp-ph 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
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
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
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
Bounce or coalescence : a physical learning frame
Shanghai University（上海大学）
本文提出一种基于物理准则和机器学习分类的界面接触模拟框架，统一描述合并与碰撞过程，通过多体积分数场融合与生成实现界面合并与碰撞，减少拓扑转换和计算需求。
2026-05-15 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
Magneto-coalescence phenomena in colliding ferrofluid droplets
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；Indian Institute of Technology Ropar（印度理工学院罗帕尔分校）
本研究通过高速成像实验探究水平磁场下铁磁流体液滴碰撞的动力学，揭示冠状高度、铺展及边缘脱离的标度规律，为磁辅助打印和涂覆提供预测工具。
2026-09-25 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
Wetting effects on the dynamics of droplets and bubbles at surfaces
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿罗森多夫赫尔姆霍兹中心）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）
研究润湿性对液滴和气泡动力学的影响，用三维流体体积框架结合动态润湿性模型研究三个基准，模型经实验验证，能准确再现相关动力学过程，表明准确处理动态润湿性对预测此类现象至关重要。
2026-07-16 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
Droplet coalescence in fluids obeying Darcy's law
Emory University（埃默里大学）；University of Vermont（佛蒙特大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；University of Michigan（密歇根大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
研究限域在Hele-Shaw单元中服从达西定律的液滴聚并，识别出桥半径演化的两种时间 regime，揭示其标度律及转变机制，确定该类流体液滴聚并的新普适 regime。
2026-08-24 physics.flu-dyn
Turbulence drag modulation by dispersed droplets in Taylor-Couette flow: the effects of the dispersed phase viscosity
湍流中的分散相可以从几乎无粘流体变化到高粘性流体。通过改变分散液滴相的粘度，实验研究了分散液滴的变形能力对湍流乳状液整体输运量的影响。采用不同种类的硅油以产生范围为$0.53$至$8.02$的粘度比$ζ$。液滴体积分数$ϕ$在0 ~ 10%范围内变化，间距为2%。由归一化摩擦系数$c_{f,ϕ}/c_{f,ϕ=0}$量化的全局输运量显示出由于液滴的有限尺寸效应消失而对湍流强度的弱依赖性。有趣的事实是，随着$ζ$的增加，$c_{f,ϕ}/c_{f,ϕ=0}$首先增加，然后饱和到与刚性颗粒悬浮液相似的平台值。通过图像分析，从液滴变形性的角度解释了这种阻力变化，这是液滴破碎和聚结效应的原因。对液滴粒径分布的统计分析表明，随着$ζ$的增加，界面张力对液滴粒径的稳定作用逐渐增强，纯惯性破碎过程占主导地位。沿系统径向的液滴分布的测量显示出体积聚集效应，这可以归因于液滴的不可忽略的聚结效应。结果表明，随着$ζ$含量的增加，液滴聚结效应受到抑制，从而影响界面张力对总应力的贡献，并解释了所观察到的乳液流变性。
2022-10-10 physics.flu-dyn
Effect of velocity, fluid properties and drop shape on coalescence and neck oscillation
IITK（印度理工学院坎普尔分校）
研究通过轴对称数值模拟探讨了液滴在深液池中的合并动力学，分析了速度、粘度和液滴形状对合并及颈振荡的影响，揭示了惯性、粘性和重力力在合并过程中的作用机制。
2026-02-07 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
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
How Violent are the Collisions of Different Sized Droplets in a Turbulent Flow?
我们研究了二维和三维湍流中多分散液滴悬浮液中的典型碰撞速度，并获得了颗粒对碰撞速度与其相对尺寸的关系的精确理论估计。这些分析结果验证了我们的直接数值模拟的数据。我们发现，冲击速度的饱和指数与颗粒尺寸比的倒数。我们的研究结果是重要的合并或破碎（取决于影响速度）的模型，并将是至关重要的，例如，在获得精确的合并内核来描述水滴的增长，引发雨在温暖的云层。
2016-03-18 nlin.CD 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
Super-Droplet Method for the Numerical Simulation of Clouds and Precipitation: a Particle-Based Microphysics Model Coupled with Non-hydrostatic Model
提出了一种新的基于粒子的云微物理概率模拟方法--超液滴方法。该方法能够以较低的计算代价精确地模拟云微物理。SDM被应用到一个暖云系统，其中包括沉降，冷凝/蒸发，和随机合并。耦合超液滴和非流体静力学模型的方法也被开发。证实了我们的超级液滴随机聚并的Monte Carlo方法的结果与随机聚并方程的解相当一致。使用一个简单的测试问题，即一个温暖的气泡发起的浅海洋积云形成的模型的行为进行评估。SDM的可能的扩展进行了简要讨论。理论分析表明，SDM的计算成本变得低于光谱（箱）的方法时，属性的数量-确定每个超级液滴的状态的变量-变得大于一些临界值，我们估计是在范围$2\sim4$。
2022-07-30 physics.ao-ph physics.flu-dyn
