Drop spreading dynamics with a liquid needle drop deposition technique
本文介绍了一种称为液体针滴沉积技术的无针沉积系统所产生的液滴的扩散动力学的理论和实验研究。该技术利用从加压定量给料系统产生的连续液体射流,该加压定量给料系统在基底上产生液滴,以通过光学接触角测量来表征。虽然许多研究已经探索了液滴扩散情景的理论建模,但尚未解决由射流冲击和连续添加液体质量产生的液滴扩散动力学的理论模型。在这项研究中,我们开发了一个理论模型的基础上的整体能量平衡的方法,使我们能够研究的物理变化的液滴周围介质的各种粘度下的蔓延。非线性常微分方程的数值解为我们提供了一个机会来评论液滴扩散的变化,作为韦伯数($We$),雷诺数($Re$)和邦德数($Bo$)的函数,范围分别为0.5-3,75-150,和0.001-0.3,分别。我们还提出了一个液体射流的影响模型,以预测的初始液滴直径作为所提出的控制方程的初始条件。该模型已被验证与实验测量和合理的协议已被观察到。实验观察和理论研究也突出了液体针滴沉积技术的精确性、可重复性和广泛的适用性。
2020-10-02 physics.flu-dyn
Spreading of a liquid drop over a plane rigid substrate due to intermolecular forces
本文给出了描述液体层由于分子间力而扩散的方程的自相似解,并假定当层的厚度达到分子尺寸量级时,它变成单分子层,可以是液体也可以是气体。为了描述液滴的扩展,描述液体或气体单分子层的演化的方程的解与自相似解匹配,使用相关的边界条件。
2008-07-17 physics.flu-dyn
Scaling Laws Governing Droplet Spreading and Merging Dynamics on Solid Surfaces: A Molecular Simulation Study
Virginia Tech(弗吉尼亚理工大学);University of Notre Dame(圣母大学);Bangladesh University of Engineering and Technology (BUET)(孟加拉工程技术大学)
研究通过分子动力学模拟探讨液滴碰撞后合并行为及能量转换,基于We和Re数建立展开时间、展开因子和恢复系数的尺度定律,区分于单液滴撞击情况。
2026-03-23 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
Spreading dynamics of droplets impacting on oscillating hydrophobic substrates
本研究实验探究了液滴撞击正弦振荡疏水基底的铺展动力学,发现铺展分为受惯性与振荡控制的阶段I和回缩中因基底附加能量产生的阶段II,并推导了预测最大铺展直径及时间的比例分析,为优化基底振荡控制液滴铺展及传热传质应用提供依据。
2023-06-19 physics.flu-dyn
Marangoni-driven spreading of miscible liquids in the binary drop geometry
当两种具有不同表面张力的液体接触时,具有较低表面张力的液体在另一种液体上扩散。这种马兰哥尼驱动的蔓延已被研究了各种几何形状和表面活性剂,但二元几何形状(滴-滴)的动力学几乎没有定量研究,尽管其相关的滴封装应用。在这里,我们使用激光诱导荧光(LIF),以解决时间的距离$L(t)$,其中一个低表面张力的下降蔓延超过一个可混溶的高表面张力下降。测量液体之间的各种表面张力差和各种粘度的$L(t)$,揭示具有扩展指数$α\approx 0.75$的幂律$L(t)\sim t^α$。该值与先前在深浴上的粘度限制铺展的结果一致。一个单一的重新缩放的距离作为重新缩放的时间的函数的幂律合理地捕获我们的实验,以及不同的几何形状,可折叠性,和表面张力改性剂(溶剂和表面活性剂)。这一结果使得工程的广泛的液-液系统的扩散动力学。
2018-08-07 physics.flu-dyn
Kinematic Closure of Drop Impact
University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学)
本文通过能量平衡推导出总扩展时间与特征扩展速度,建立统一的液滴润湿最大扩展比标度律,能定量整合广泛范围内的Weber和Ohnesorge数、液滴尺寸和表面润湿性数据。
2026-10-19 physics.flu-dyn
Drop spreading and drifting on a spatially heterogeneous film: capturing variability with asymptotics and emulation
在薄的异质前体膜上扩散的液滴(例如肺气道的粘液衬里壁上的吸入液滴)将在其前进的接触线遇到低或高膜粘度的区域时经历形状和位置的扰动。关于在具有随机粘度场的前体膜上的空间一维铺展的先前工作[Xu & Jensen 2016,Proc. Roy. A 472,20160270]已经证明了粘度波动如何扫入接触线后面的狭窄区域,在那里它们可以影响液滴动力学。在这里,我们调查二维的下降,寻求了解的前体膜的统计特性和那些扩展下降之间的关系。假设前体膜比液滴薄得多,粘度波动很弱,我们使用渐近方法推导出液滴面积和液滴横向漂移的平均值和方差的明确预测。对于较大的电影的变化,我们使用高斯过程仿真来估计从一组有限的模拟结果的方差。液滴的随机漂移被预测为最大时,初始液滴直径是可比的粘度波动的相关长度。
2018-04-01 physics.flu-dyn
Dynamic spreading and infiltration of a molten sand droplet on a porous surface
与光滑表面相比,液滴在多孔表面上的铺展更为复杂,并且在许多工程应用中具有相关性。本文采用多相多体耗散粒子动力学(mDPD)方法研究了熔砂液滴在多孔结构表面上的渗透动力学。我们进行了不同的平衡接触角和表面孔隙率的三维模拟。湿润区半径随时间的演变遵循幂律,如光滑表面的情况。另一方面,渗透速率由孔的扩散和毛细抑制之间的竞争决定。此外,液滴高度和多孔表面上的接触角的时间演变也被提出。
2023-03-06 physics.flu-dyn
Nanodroplet Impact on Solid Platinum Surface: Spreading and Bouncing
氩气纳米液滴撞击润湿和非润湿表面的视频。这段视频是作为2009年流体运动画廊的一部分提交的,该画廊展示了流体动力学视频。
2009-10-30 physics.flu-dyn
Gelation effects on the spreading of non-Newtonian drops impacting a reactive liquid
本研究通过实验与三维数值模拟,探讨了凝胶化对非牛顿液滴撞击反应性液体早期铺展的影响,并发展了强调凝胶化对最大铺展影响的理论论证。
2025-09-11 physics.flu-dyn
Coalescence and spreading of drops on liquid pools
近年来,溢油事故对我国海洋生态环境构成了严重威胁。通过小液滴与海洋融合而扩散的溢漏特别难以控制,因为其缓解与依赖于聚结的扩散密切相关。这种相互连接性及其对液滴物理性质的依赖性直到现在还没有被探索。此外,夹断行为和缩放律,这样的三相系统还没有报道。为此,我们调查的问题,轻轻沉积的一滴油在一个水池的水,代表的石油泄漏的情况。对11种不同粘度和初始铺展系数的正构烷烃、聚合物和烃类进行了方法研究。建立了变形特征和扩展行为的区域图、尺度关系。一个以前没有记录的制度延迟聚结的存在被揭示。可以看出,惯性-粘性-毛细管(I-V-C)尺度崩溃所有实验液滴变形数据在一条线上,而早期阶段的扩展被发现是振荡或渐近达到一个恒定值,这取决于油滴的粘度,不像良好的单调,幂律后期的扩展行为。这些发现同样适用于乳液和提高石油采收率等应用。
2022-02-26 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
Universal mapping of drop impact spreading from wetting to Leidenfrost regimes
Institute of Thermal Science and Power Systems, School of Energy Engineering, Zhejiang University(浙江大学能源工程学院热科学和动力系统工程研究所);Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Princeton University(普林斯顿大学机械与航空航天工程系);State Key Laboratory of Clean Energy Utilization, Zhejiang University(浙江大学清洁能源利用国家重点实验室)
本文从能量耗散角度建立润湿与莱顿弗罗斯特状态下液滴最大铺展的普适映射,经实验与数值模拟验证,为预测和控制液滴撞击提供简便途径。
2026-09-18 physics.flu-dyn
Impact force and spreading characteristics of droplet impact on cylindrical surfaces
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University(天津大学内燃机国家重点实验室);National Industry-Education Platform of Energy Storage, Tianjin University(天津大学国家储能产教融合平台)
研究液滴撞击圆柱表面的冲击力与扩展特性,揭示其与Weber数、Ohnesorge数及表面润湿性的关系。
2026-01-08 physics.flu-dyn
A geometry-based model for spreading drops applied to drops on a silicon wafer and a swellable polymer brush film
我们调查的动态传播的制度,其中的形状的下降是接近一个球形帽。后一种简化适用于直径低于毛细管长度的高粘度液滴的扩散的后期(粘性)阶段。此外,它适用于液滴在可溶胀聚合物刷上的铺展,其中与基底的复杂相互作用导致非常缓慢的铺展动力学。如果毛细管数是接触角的函数,则球冠几何形状允许导出用于铺展的闭合常微分方程(ODE),如经验接触角模型的情况。后一种方法已由de Gennes(Reviews of Modern Physics,1985)介绍用于小接触角。在目前的工作中,我们推广到任意的接触角的方法。将该方法应用于在硅片上铺展水-甘油液滴和在PNIPAm涂覆的硅片上铺展水滴的实验数据。结果发现,在部分润湿的情况下,ODE模型是能够描述的铺展动力学。此外,如果接触角与毛细数的关系具有普适性,则该模型可以预测球冠状液滴的铺展动力学。
2020-03-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Bounds on the Spreading Radius in Droplet Impact: The Viscous Case
该研究针对黏性牛顿流体液滴铺展问题,修正边缘-液膜模型的奇异性,用微分不等式推导最大铺展半径上下界,验证了相关标度律,与实验、数值模拟及考虑水头损失的能量计算结果一致。
2024-10-10 physics.flu-dyn
Role of melting and solidification in the spreading of an impacting water drop
本研究通过水滴撞击冰或冷金属基板的实验,发现凝固减小而无量纲最大铺展直径而熔化促进铺展,并通过扩展有效粘度模型修正粘性边界层,提出了相变下撞击水滴最大直径的普适标度律。
2024-09-24 physics.flu-dyn
Analysis of the Spreading Radius in Droplet Impact: The Two-Dimensional Case
针对二维及等效圆柱几何中的液滴撞击与双液滴正碰问题,提出基于能量收支并纳入边界层耗散和水头损失的最大铺展半径关联式,并通过文献与自有模拟实验验证。
2023-07-24 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
Droplet spreading in a wedge: A route to fluid rheology for power-law liquids
本文提出通过观察楔形结构中粘性液滴的毛细铺展动力学,建立扩散指数与幂律流体流变指数的直接关系,并经实验和模拟验证,为流变特性推断提供稳健工具。
2025-07-10 physics.flu-dyn
Studying Macro- and Mesoscopic Wetting Dynamics of a Spreading Oil Droplet Using Multiple Wavelength Interferometry
本研究提出一种基于多波长的干涉测量技术,能够精确捕获纳升级铺展液滴的瞬态自由表面轮廓与局部液膜厚度,并可靠测量不同毛细管数下随时间变化的三维液滴形状及接触角。
2023-09-21 physics.flu-dyn
On the spreading of impacting drops
对液滴撞击固体表面过程中的能量收支和耗散机制进行了数值和理论研究。我们发现,对于高冲击速度和可忽略的表面摩擦在固体表面(即自由滑动),约一半的初始动能转化为表面能,独立的碰撞参量和详细的能量损失机制(S)。我们认为,这个看似普遍的规则是有关的液滴的变形模式,并让人想起管流经历突然膨胀,其中的水头损失可以通过乘以动能的传入流的几何因子计算。对于无滑动表面上的冲击,固体表面处的剪切边界层中的耗散也是重要的。在这种情况下,几何压头损失充当总耗散的下限(即,当液滴粘度被发送到零时,无滑动表面上的扩散接近自由滑动表面上的扩散)。这种新的观点的影响问题允许简单的分析估计的最大传播直径的影响下降的碰撞参量和固体表面的属性的函数。它弥补了以前的动量平衡方法和能量平衡方法之间的差距,迄今为止,这些方法在低粘度极限下没有给出一致的预测。我们的模型和实验之间发现良好的协议,无论是对“滑”或润滑表面的影响(如莱顿弗罗斯特液滴的影响和头上的液滴液滴碰撞)和无滑动表面的影响。
2016-10-06 physics.flu-dyn
Maximum spreading of impacting shear-thinning and shear-thickening drops
本研究通过模拟、实验和尺度分析,建立了预测剪切变稀和剪切增稠液滴最大铺展的通用框架,确定了控制粘性耗散的特征剪切速率,并揭示了铺展直径对撞击参数和流变性质的定量依赖,为设计非牛顿液体提供了指导。
2025-03-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Droplet encapsulating bubble: Investigation of droplet spreading dynamics and bubble encapsulation time
School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology(伊朗理工大学机械工程学院);Department of Mechanical Engineering, University of California, Riverside(加州大学河滨分校机械工程系)
研究通过模拟和实验揭示了液滴与气泡碰撞封装过程中粘度和扩展系数对封装时间的影响,揭示了不同Bond数下的动态行为及封装机制。
2025-05-23 physics.flu-dyn
Bounds on the Spreading Radius in Droplet Impact: The Inviscid Case
针对无黏液滴撞击问题,严格分析边缘-薄层模型,推导出最大铺展半径的上下界及其We^{1/2}标度,证明模型自洽,并给出与实验和数值模拟吻合的预测。
2023-10-12 physics.flu-dyn
Solidification of liquid metal drops during impact
热的液态金属液滴撞击到冷的基底上,在其随后的扩散期间固化。在这里,我们实验研究的影响,凝固的影响的结果的影响事件。液态锡滴被撞击到不同温度的蓝宝石衬底上。从侧面和下面都可以看到冲击,这为凝固过程提供了独特的视角。在伸展过程中,一种有趣的放射状韧带图案从水滴中心迅速凝固。这种模式决定了溅射的后期形态。滴扩展和韧带形成的定量分析支持缩放参数。最后,提供了作为衬底温度和冲击速度的函数的液滴弹跳、沉积和飞溅的相图。
2019-10-14 physics.flu-dyn
Spreading dynamics of drops on a solid surface submerged in different outer fluids
University of Lorraine(洛林大学);School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University(天津大学化工学院)
研究探讨了不同外流体对液滴在固表面扩散动力学的影响,发现外流体粘度显著影响内部流场和接触角演变,揭示了粘性环境对润湿行为的主导作用。
2025-12-12 physics.flu-dyn
Engulfment of a drop on solids coated by thin and thick fluid films
当水滴与不混溶油膜接触时,表现出复杂的界面动力学。在接触时,油扩散到液滴的液体-空气界面上,首先形成驱动明显的液滴扩散运动的曲率,然后完全吞没液滴。我们研究这种流动使用3相格子玻尔兹曼模拟的基础上保守相场模型和实验。惯性和粘性有限的动力学进行了探讨,使用Ohnesorge数$Oh$作为$R/H$的函数,初始滴半径$R$和膜高度$H$之间的比率。这两个制度表明,表观扩展半径$r$是相当独立的膜的高度,并与时间的比例$T$为$r\sim T^{1/2}$的$Oh\ll 1$和$Oh\gg 1$为$r\sim T^{2/5}$。对于$Oh\gg 1$,我们的实验表明,这种不混溶的表观扩散运动是类似的混溶滴膜聚结的情况。然而,与表观扩散相反,我们发现后期吞没动力学和最终界面轮廓受$H/R$比例的显著影响。
2022-08-29 physics.flu-dyn
Bounds on the Spreading Radius in Droplet Impact: The Two-Dimensional Case
University College Dublin(都柏林大学学院)
本文通过建立边缘膜模型和格ronwall不等式,推导出液滴撞击中最大扩散半径的理论界限,并通过模拟验证了该理论结果。
2025-07-21 physics.flu-dyn
Freezing-damped impact of a water drop
我们用实验研究了冻结对水滴扩散的影响。每当水滴撞击温度低于0°C的冷表面时,在扩散过程中就会形成一层薄薄的冰层。这种冻结有一个显着的影响:在给定的雷诺数和韦伯数,我们表明,降低表面温度降低下降的最大程度。利用这一冰层和粘性边界层之间的类比,它也在扩散过程中增长,我们能够模拟冻结的效果作为一个有效的粘度。为粘性液滴冲击设计的比例律因此可以应用于这样的固化问题,避免求助于完整和复杂的热动力学建模。
2020-09-05 physics.flu-dyn
Gradient dynamics model for drops spreading on polymer brushes
当液滴在自适应基底上铺展时,后者改变其性质,这可能导致液滴和基底的复杂耦合动力学。在这里,我们提出了一个通用的中尺度流体动力学模型,这样的过程,被写为一个梯度动力学的基础能量泛函。我们指定的模型细节的例子,一滴干聚合物刷蔓延。在那里,液体吸收到刷子中导致刷子的溶胀,从而引起刷子形貌和润湿性的变化。液体还可以经由扩散(或芯吸)在刷子内前进,导致耦合的液滴和刷子动力学。具体的模型占耦合的扩散,吸收和芯吸动力学时,底层的能量功能结合毛细作用,润湿性和刷能。在采用这样一个模型的一个简单的版本,数值模拟液滴扩散的肿胀刷,我们得出结论,讨论可能的模型扩展。
2020-08-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Surfactant-assisted spreading of an oil-in-water emulsion on the surface of a liquid bath
这段流体动力学视频展示了由离子表面活性剂稳定的水包油乳液如何在纯水层的自由表面上展开。这种扩散显示出两个有趣的特征:油滴源周围有一个透明区域,一旦油滴源排空,油滴层就会迅速收缩。我们表明,蔓延的动力学与表面活性剂的界面/本体性质密切相关。
2010-10-15 physics.flu-dyn
Mesoscopic hydrodynamic model for spreading, sliding and coarsening compound drops
该研究完善复合液滴的梯度动力学介观模型,建立宏介观参数一致性,并通过铺展、滑移和粗化算例展示全曲率模型。
2025-02-20 physics.flu-dyn
Spreading dynamics of a drop of yield-stress fluid subject to vertical oscillations
The University of Manchester(曼彻斯特大学)
本研究通过实验与数值模拟对比,探究垂直振荡下屈服应力液滴的铺展动力学,发现SHB模型低估振荡响应,但可调整溶剂粘度捕捉铺展,并建立阈值加速度与屈服数的比例关系,为估算屈服应力提供新方法。
2026-09-14 physics.flu-dyn
Droplet impact of Newtonian fluids and blood on simple fabrics: effect of fabric pore size and underlying substrate
当液滴以足够高的冲击速度冲击织物网时,它不仅在织物上扩散,而且还穿透其孔隙。为了确定织物的这种液体渗透对薄织物网格上的液滴铺展的影响,我们使用高速相机测量了具有和不具有底层基底的织物上的液滴铺展比。对于没有基底的织物,液滴铺展率降低,因为液体的织物渗透减少了铺展在织物顶部上的液滴体积。使用熵晶格玻尔兹曼模拟,我们发现,较低的液滴在织物上的蔓延比,无论是有没有基板,是由于增加的粘性损失内的液滴在蔓延。比较血液与其牛顿对应的液滴的影响,我们表明,在织物上的传播,就像在光滑的表面上,血液可以近似为牛顿流体。
2020-01-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Extended Spreading of Saline Droplets upon Impact on a Frosty Surface
实验研究了盐水液滴撞击冷霜表面的铺展与凝固动力学,发现霜和盐在特定条件下引发扩展铺展,并提出统一模型预测不同撞击速度和盐度下的液滴停止铺展直径。
2024-03-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Spreading and engulfment of a viscoelastic film onto a Newtonian droplet
本研究采用保守相场格子玻尔兹曼方法,探究牛顿液滴与黏弹性液膜的接触动力学,发现高聚合物黏度和弛豫时间下液滴动力学对膜厚不敏感,接触线处黏弹性脊呈幂律演化且形状可重标坍缩,揭示了黏弹性应力与界面形状的强关联。
2024-01-31 physics.flu-dyn
Spreading of a viscoelastic drop on a solid substrate
本文研究粘弹性液滴在固体基底上的铺展行为,发现其早期铺展比同粘度牛顿液滴更快且幂律不同,并用接触线附近有效粘度降低及微扰模型解释了该差异。
2023-08-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Water Drop on Thin Viscous Oil Layers: From Stick-Slip Spreading to Dewetting
本研究通过实验探究水滴在硅油涂层表面的铺展行为,发现初始阶段低撞击能量下液滴边缘呈粘滑动力学特征,长期则由油的去润湿主导最终铺展至油层下方,且二次铺展延迟与韦伯数无关,为水油相互作用研究提供新见解。
2024-11-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Universal aspects of droplet spreading dynamics in Newtonian and non-Newtonian Fluids
针对液滴撞击铺展规律受多属性影响的未解问题,研究通过重标度得到普适的直径-时间变化曲线,且在不同液体和基底上验证有效,与相关微分方程模型吻合。
2022-02-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Electrically modulated dynamic spreading of drops on soft surfaces
在施加电压的情况下,基底的可变形性和液滴在其上的动态扩散之间的复杂相互作用仍然远未被很好地理解。在这里,我们表明,在软基板上的电铺展动力学是由电毛细作用,润湿线摩擦和粘弹性能量耗散在接触线的组合相互作用。我们的研究结果表明,在这种电弹性毛细介导的扩展的固着液滴,接触半径的演变表现出普遍的幂律在基板弹性为基础的无量纲时间,与电势依赖的扩展指数。同时,宏观动态接触角变化遵循接触线速度的一般幂律,由弹性相关的特征速度尺度归一化。我们的研究结果很可能提供了一个过多的新的应用程序,涉及液滴操纵的开发基础,通过利用电触发的蔓延和基板的遵守界面尺度之间的相互作用。
2015-04-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Spreading and absorption of silicone oil droplets on silicone elastomer films
McMaster University(麦克马斯特大学);University of Guelph(圭尔夫大学);ESPCI Paris, PSL Research University(巴黎高等物理化工学院,PSL研究大学)
研究硅油液滴在软硅弹性体薄膜上的扩散与吸收行为,揭示了薄膜厚度变化对扩散动力学的影响。
2026-01-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Drop spreading and gelation of thermoresponsive polymers
液滴的扩散和固化是与增材制造相关的基本过程。在这里,我们调查的热传递对温度响应的解决方案(普朗尼克F127),经历了溶胶-凝胶转变以上的临界温度$T_m$的蔓延的效果。通过控制Pluronic F127的浓度,我们系统地改变了$T_m$,同时还施加了固体和液体的宽范围的温度。随后,我们监测的蔓延动态在几个数量级的时间,并确定何时凝固停止蔓延。据发现,主要参数是衬底温度和$T_m$之间的差异,指向一个本地的机制,逮捕附近的接触线。出乎意料的是,还发现铺展在低于胶凝温度时停止,我们将其归因于由于接触线附近的蒸发而导致的聚合物浓度的局部增强。
2018-01-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Microdroplet impact at very high velocity
研究了水滴直径为12 ~ 100 μ m时,水滴撞击速度为100 m/s的情况。该参数范围涵盖了从毛细管限制到粘度限制的冲击液滴扩散的过渡。所有的测量都没有飞溅;液滴总是轻轻地散布在表面上。最大传播半径进行了比较,几个现有的模型。Pasandideh-Fard等人的模型与测量数据吻合良好,表明表面上方的薄边界层的重要性,其中发生了扩展液滴中的大部分粘性耗散。如通过撞击液滴下的初始空气层所解释的,180度的接触角用作模型输入。
2012-06-08 physics.flu-dyn
Spreading or contraction of viscous drops between plates: single, multiple or annular drops
本文从理论和实验两方面研究了两个水平面间粘性液滴的挤压行为。当挤压力F为常数而忽略表面张力时,理论预言了半径a~ t^{1/8}的最终增长,与我们的实验非常吻合。在液滴边界处的表面张力包括在分析中,虽然在挤压实验中可以忽略不计。循环演化被发现是稳定的小扰动下。如果力是反向的(F < 0),使得板被拉开或分开,液滴边界受到指进不稳定性的影响。然后考虑在液滴中心处被困气泡的影响。在恒定的挤压下的液滴的环形演化仍然发现遵循“八分之一”的幂律,但这是不稳定的,不稳定起源于气泡的边界。如果板块被拉开,其演化仍受制于环空外边界驱动的指进不稳定性。这种不稳定性是通过在一个角部将板分开来实验实现的:指进在外边界处发展,并且随着杠杆作用的缓慢增加而迅速扩展到内部。在后期阶段,在远离杠杆点的非常低的压力区域中出现小的空化气泡。根据前面的理论分析讨论了这种奇异行为。
2021-03-26 physics.flu-dyn
Spatters and Spills: Spreading Dynamics for Partially Wetting Droplets
本文提出量纲分析启发的可解模型,统一描述毛细驱动小液滴与重力驱动大液滴的部分润湿铺展动力学,并经平衡半径测量和新旧实验数据验证。
2021-12-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Success and failure of the spreading law for large drops of dense granular suspensions
实验研究致密颗粒悬浮液大液滴在固体表面的铺展,发现重力驱动幂律在液滴高度降至颗粒尺寸量级时因颗粒冻结而失效。
2024-06-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Retraction dynamics of polymer-laden droplets impacting a smooth solid surface
Kogakuin University(工学馆大学);University of Stuttgart(斯图加特大学);Leibniz Institute for Materials Engineering(莱布尼茨材料工程研究所)
本研究通过高速成像实验,发现聚合物浓度不影响液滴铺展但显著减缓回缩,并提出了标度模型统一描述不同韦伯数和浓度下的回缩动力学。
2026-09-15 physics.flu-dyn
Inelastic spreading of viscoelastic drops
University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学);Indian Institute of Technology Ropar(罗帕尔印度理工学院)
针对粘弹性液滴最大铺展半径受弹性影响的争议,本研究通过Boger流体实验解耦弹性与剪切变稀效应,证实弹性不改变最大铺展比,建立能量平衡模型并提出弹性效应可忽略的结论。
2026-10-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Self-Propelled Motion of a Droplet Induced by Marangoni-driven Spreading
我们报告生成的定向自推进运动的苯胺油液滴的速度上的顺序厘米每秒的水相。结果发现,取决于初始条件,液滴在圆形培养皿中显示圆形或直线运动。液滴的运动取决于液滴的体积和溶液的浓度。随着液滴体积和溶液浓度的增大,液滴速度减小。这种独特的运动进行了讨论的Marangoni驱动下的化学非平衡扩散。该模拟再现了圆形培养皿中的运动模式。
2012-08-22 nlin.PS physics.chem-ph physics.flu-dyn
Combined dynamic-kinematic validation of droplet-wall impact modeling
Moscow Aviation Institute (National Research University)(莫斯科航空学院(国立研究型大学));School of Energy and Power Engineering, Tomsk Polytechnic University(托木斯克理工大学能源与动力工程学院);Center for Materials Technologies, Skolkovo Institute of Science and Technology(斯科尔科沃科学技术研究院材料技术研究中心)
本文提出结合动态和运动学指标的液滴碰撞模型,通过比较两种接触角方法,改进液滴扩展和回缩预测,并引入$(β_{max},\,Ca_{char})$图关联扩展特性与内部流体动力学。
2026-02-18 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Yielded-region connectivity governs the onset of gravity-driven spreading in elastoviscoplastic drops
The University of Manchester(曼彻斯特大学)
该研究通过直接数值模拟,发现弹粘性塑性液滴的重力驱动铺展起始由屈服区连通性控制,而非局部屈服,加速度和弹性分别调控转变条件与变形分配。
2026-09-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Spreading of aqueous droplets with common and superspreading surfactants. A molecular dynamics study
液滴的表面活性剂驱动的扩散是从涂覆流技术到提高石油采收率的许多应用中的基本过程。尽管在描述表面活性剂的液滴中的扩散过程方面取得了重大进展,包括令人兴奋的超扩散现象,但底层机制的许多特征需要进一步理解。在这里,我们已经进行了分子动力学模拟的粗粒度模型与力场从统计缔合流体理论研究液滴载有常见的和superspreading表面活性剂。我们已经证实了超铺展机制的重要元素,即表面活性剂在接触线处的吸附和表面活性剂从本体的快速补充。通过一系列不同表面活性剂的液滴的详细比较,我们的分析表明,表面活性剂在界面处的吸附能力是超铺展机制的关键特征。为此,倾向于形成聚集体并在聚集的核中具有强疏水吸引力的表面活性剂阻止界面的快速补充,导致铺展能力降低。我们还表明,各种表面活性剂的性能,如扩散和建筑,发挥次要作用的蔓延过程中。此外,我们还讨论了各种液滴特性,如高度,接触角,表面活性剂的表面浓度,突出超铺展和普通表面活性剂之间的差异。我们预计,我们的研究将为需要控制润湿的应用提供进一步的见解。
2019-09-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn