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
Oblique droplet impact onto a deep liquid pool
采用自适应流体体积求解器Basilisk对液滴斜撞击深液池进行了数值研究。飞溅阈值，空腔的形成，空腔的演变和最大空腔尺寸被量化为韦伯数和冲击角的函数。我们将数值结果与Gielen等人最近的实验工作进行了比较。[Phys. Rev. Fluids 2，083602（2017）]。类似的实验结果，观察到三种不同的影响制度：沉积的液滴上的池，单面飞溅的方向的影响和飞溅的所有方向。我们表现出良好的定性和定量协议的飞溅行为和空腔形成之间的模拟和实验。此外，模拟提供了一个三维视图的影响现象，获得速度和压力场，并允许探索碰撞参量是很难实现的实验。
2019-03-21 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
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
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
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
Droplet splashing during the impact on liquid pools of shear-thinning fluids with yield stress
液滴对液体池的影响在自然界和许多工业应用中普遍存在。尽管非牛顿流体在许多应用中得到了广泛的应用，但以往的液滴碰撞研究主要集中在牛顿流体上，而对非牛顿流体液滴的碰撞动力学研究较少。本文采用实验和数值模拟相结合的方法，研究了剪切变稀液滴在屈服应力作用下的飞溅动力学。考虑了飞溅过程中喷射物片的形成和扩展，分析了喷射物片出现的速度、半径和时间。结果表明，非牛顿流体的性质显著影响飞溅过程。随着流动指数的减小，飞溅物片更容易形成，较大的屈服应力会影响飞溅物片的厚度，由于惯性力是飞溅物片扩展的主导因素，飞溅物片的扩展半径塌陷为一个几何半径。
2021-10-18 physics.flu-dyn
Viscous Dissipation, Helicity and Enstrophy of Bouncing Droplets undergoing Off-center Collision
采用具有两个标记函数的VOF方法，对等尺寸二元弹跳液滴的偏心碰撞过程进行了数值研究，并与已有的实验结果进行了对比验证.基于能量收支分析，发现了随碰撞参量变化的非单调动能恢复。这可以解释为延长的纠缠时间和增强的内部流引起的粘性耗散弹跳液滴在中间碰撞参量，与那些在较小或较大的碰撞参量。数值验证了这种非单调性的普遍性，并据此提出了一个近似拟合公式，将动能耗散因子与不同Weber数和Ohnesorge数下的碰撞参量关联起来。从涡动力学的角度来看，液滴内部流动的螺旋度分析确定了一个强大的三维之间的相互作用的“环形”旋涡和“线形”剪切层偏心碰撞。此外，我们从理论上证明和数值验证之间的等价性总拟能和总粘性耗散，适用于单相流动系统的固定边界，通常不满足两相流系统包含气液界面。这是由于不平衡的粘性应力所做的功，该不平衡的粘性应力是由与振荡界面的运动相关联的界面流动和涡量引起的。
2018-11-16 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
Droplet impact on immiscible liquid pool: Multi-scale dynamics of entrapped air cushion at short timescales
我们已经检测到独特的流体动力学拓扑结构的薄空气膜周围的中央空气凹坑形成的过程中，滴的不混溶的液体池的影响。这种模式类似于通常在各种薄凝聚态系统中发现的旋节和指状结构。然而，类似的结构，在薄的截留气体膜在下降的固体或液体的冲击过程中还没有报道。实验和理论上使用高速反射干涉成像和线性稳定性分析的厚度分布和相关的脱湿动力学的截留空气层。我们属性的形成多尺度厚度扰动，相关的破裂，和手指状突起的排水空气膜作为一个组合的工件薄膜和Saffman-Taylor不稳定性。特征长度尺度取决于冲击韦伯数、液池与液滴粘度的比率以及空气-水与空气-油表面张力的比率。
2022-03-03 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
Modeling the excess velocity of low-viscous Taylor droplets in square microchannels
微观多相流由于其能够将过程转移到新的操作窗口并实现显著的过程强化而获得了广泛的兴趣。然而，泰勒液滴的流体动力学行为尚未完全理解。在这项工作中，我们介绍了一个模型来确定泰勒液滴在方形微通道中的过剩速度。液滴与流体的总表观速度之间的速度差对液滴停留时间有直接影响，并且与压降有关。由于液滴不占据整个通道截面，这使得连续相能够通过拐角绕过液滴。连续性方程的考虑一般将超流速度与平均流速联系起来。我们的旁路流量的量化的基础上的液滴帽变形从其静态形状的相关性。帽变形揭示了施加在界面上的流动液体的力，并允许估计旁路流的局部驱动压力梯度。表征参数确定为旁路长度，壁膜厚度，两相之间的粘度比和Ca数。所提出的模型是适应一个随机的，超启发式优化方法的基础上高速摄像机测量。此外，我们的模型成功地验证了已发表的经验数据。
2019-05-07 physics.flu-dyn
Smoothed Particles Hydrodynamics numerical simulations of droplets walking on viscous vibrating liquid
本文采用光滑粒子流体动力学数值方法，通过流体动力学数值模拟，研究了液滴“行走”现象。这种现象发生在当一个毫米级的液滴被释放到相同成分的油的表面上时，该油被包含在一个罐中，并且受到频率和幅度非常接近法拉第不稳定性阈值的垂直振荡。在所研究的系统的参数的适当值，油滴跳跃永久的振动液体的表面上形成一个本地化的波粒子系统，提醒德布罗意所建议的波粒子量子系统的行为。在我们的研究中，我们做了相关的简化假设，但我们观察到波降耦合是肯定得到的。此外，液滴和波以几乎恒定的速度行进，如在实验中观察到的。这些事实表明，这种现象可能发生在许多情况下，并打开了在非常广泛的物理配置中研究它的可能性。
2017-08-16 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
3D-Printed Surface Architecture Enhancing Superhydrophobicity and Viscous Droplet Repellency
宏观纹理化的超疏水表面可以减少冲击水滴的液滴-基底接触时间，然而，对于明显更粘稠的液体具有类似性能的表面设计缺失，尽管它们在性质和技术上的重要性，例如用于防冰应用中的化学屏蔽、食物染色排斥性和过冷（粘性）水滴去除。在这里，我们介绍了一种确定性，可控性和可扩展性的方法来制造具有3D打印架构的超疏水表面，结合交替表面突起和凹陷的阵列。我们显示了超过三倍的接触时间减少的影响粘性液滴的流体粘度为3.7mPa·s，这等于3.7倍的水的粘度在室温下，涵盖了许多化学品和过冷水的粘度。综合考虑内的流体流动和纹理上方的同时液滴动力学，我们建议未来的途径，合理地架构这样的表面，所有实现与这里提出的方法。
2018-12-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Thermocapillary migrating odd viscous droplets
本研究对比经典液体与奇黏性液体液滴在热毛细效应下的内部环流，揭示奇黏性应力导致液滴倾斜，并在足够热梯度下克服接触角迟滞而引发迁移。
2023-05-31 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Viscous resuspension of droplets
使用通过含有浮力液滴乳液的库埃特池的吸光度测量，在各种剪切速率下测量体积分数分布。这些粘性再悬浮实验允许直接确定与悬浮平衡模型，已开发的固体颗粒的悬浮液中的涡度方向的正应力。结果清楚地表明，负责剪切诱导的液滴迁移的正常粘度是独立的毛细管数，这意味着颗粒变形不起很大的作用。当体积分数低于40%时，它与刚性颗粒相似，但当体积分数高于40%时，它要小得多。
2022-01-17 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
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
Boundary vorticity dynamics of two-phase viscous flow
从Navier-Stokes-Korteweg（NSK）方程出发，导出了扩散界面两相粘性流的基本表面物理量，包括密度梯度、剪应力、涡量、压力、拟能通量和表面曲率之间的精确关系。这些理论结果为边界/界面涡动力学提供了坚实的基础，也为分析两相粘性流中复杂的界面现象提供了新的工具。为了证明所开发的结果的应用，通过使用最近开发的平衡良好的离散统一气体动力学方案（WB-DUGKS）进行液滴的碰撞和扩展的模拟，专注于扩展过程时的分离气泡形成的液滴内部。分析了界面和壁面处的剪应力、压力和涡度拟能通量的分布，特别是在动接触点和其它特征点附近。这个例子给出了一个独特的视角，液滴撞击在墙上的物理。
2022-11-27 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
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
How interfacial tension enhances drag in turbulent Taylor-Couette flow with neutrally buoyant and equally viscous droplets
本文通过直接数值模拟研究Taylor-Couette湍流中中性浮力等黏液滴的阻力增强机制，揭示界面张力对液滴前端的作用阻碍连续相并促进低速条带形成，从而增加系统阻力。
2024-11-20 physics.flu-dyn
Impact Dynamics of Droplet Containing Particle Suspensions on Deep Liquid Pool
Northeastern University（东北大学）
研究含玉米淀粉颗粒的悬浮液滴撞击深水液池的动力学，通过改变韦伯数和颗粒体积分数，揭示了与牛顿流体液滴不同的冲击结果相图，并基于流变学分析量化了转变边界。
2026-06-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Nonlinear electrohydrodynamics of a viscous droplet
G.I.Taylor的一个经典结果是，置于均匀电场中的液滴会变成长球形或扁球形，其与所施加的电场轴对称地对齐。我们报告了一个不稳定性和破坏性的过渡到倾斜取向，稳定和不稳定的形状在强磁场。我们的实验揭示了新颖的液滴行为，如翻滚，形状振荡，混沌动力学，即使在蠕动流条件下。一个理论模型，其中包括各向异性的极化弛豫由于下降asphericity和电荷对流由于下降的流动性，阐明了丰富的非线性动力学的源的界面流动和充电的相互作用。
2013-01-23 nlin.CD physics.flu-dyn
Fate of Secondary Droplets Produced by High-speed Raindrops Interacting with a Liquid Pool
University of California San Diego（加利福尼亚大学圣地亚哥分校）
研究高速雨滴与液池相互作用产生的二次液滴动力学，发现其尺寸分布与液滴半径呈反比例关系，揭示了液滴捕获和重新合并过程的影响因素。
2026-06-26 physics.flu-dyn physics.geo-ph
One-dimensional reduction of viscous jets. II. Applications
在一篇配套论文[Pitrou，Phys. Rev. E 97，043115（2018）]中，开发了一种允许将粘性纤维描述为一维物体的形式。我们将其应用到特殊情况下的粘性流体环面。这允许突出与基本粘性弦模型及其粘性杆模型扩展的差异。特别是，由于表面张力效应，环面截面出现椭圆形变形，这不能用粘性弦或粘性杆模型描述。此外，我们研究了瑞利-高原不稳定性的周期性变形周围的完美的环面，我们表明，不稳定性是不足以导致在几个液滴的环面解体之前，它崩溃到一个单一的球形下降。相反，旋转的环面被动态地吸引向静止的解决方案，在其周围的不稳定性可以自由地发展，并分裂成多个液滴的环面。
2018-04-26 physics.flu-dyn
Instability of microbial droplets growing on viscous substrates
Courant Institute of Mathematical Sciences, New York University（纽约大学柯朗数学科学研究所）；Center for Computational Biology, Flatiron Institute（平顿研究所计算生物学中心）
研究了在粘性基质上生长的微生物液滴的稳定性问题，通过建立模型分析生长引起的应力、营养消耗导致的密度变化以及由此产生的流体流动，发现生长力稳定轴对称解而浮力力使其不稳定。
2026-05-19 physics.bio-ph 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
Stability of viscous long liquid filaments
我们研究了轴对称液体细丝的崩溃分析和通过一个数值模型。液体细丝，也称为韧带，可以稳定地塌陷成单个液滴或分裂成多个液滴。细丝的动力学受粘度和长宽比以及其表面的初始扰动控制。我们发现，长的粘性长丝的不稳定性可以完全解释的瑞利-高原不稳定性，而低粘度长丝也可以打破由于端捏。我们解析地推导出稳定的崩溃和崩溃之间的过渡在Ohnesorge数与纵横比相空间。我们的结果得到了基于细长射流近似的数值模拟的证实，并解释了Castrejon-Pita等人最近的实验结果，PRL 108，074506（2012）。
2013-07-11 physics.flu-dyn
The effect of contact angle hysteresis on a droplet in a viscoelastic two-phase system
本研究模拟低雷诺数泊肃叶流中壁面液滴，揭示液滴或周围介质黏弹性、Deborah 数、毛细数及 Giesekus 参数对接触线运动和变形的非单调影响。
2024-01-23 physics.flu-dyn
Spreading of a droplet impacting on a smooth flat surface: how liquid viscosity influences the maximum spreading time and spreading ratio
现有的能量平衡模型，估计最大液滴扩散，不足以捕捉从低到高韦伯和雷诺数和接触角的液滴扩散。这主要是由于粘性耗散项的简化定义和最大传播时间的不完整建模。在这项特殊的研究中，液滴在光滑的蓝宝石表面上的影响进行了研究，甘油浓度在0% -100%之间的七个，并使用高速摄影获得294个数据点。还测量流体特性，如密度、表面张力和粘度。根据作者的知识，我们首次将流体粘度纳入基于记录数据的最大扩展时间的建模中。我们还估计了能量平衡方程中粘性耗散项的特征速度。这些基于粘度的特征尺度有助于制定更全面的最大液滴扩散模型。由于这一改进，我们的模型成功地适合各种流体和表面的文献中的数据相比，现有的模型。
2022-03-29 physics.flu-dyn
Beyond Tanner's Law: Crossover between Spreading Regimes of a Viscous Droplet on an Identical Film
我们目前的结果，从相同的材料制备的薄膜上的聚合物微滴的流平。特别是，我们探讨了从无限小的薄膜（坦纳定律制度）上的液滴扩散到比液滴本身更厚的膜上的液滴流平的交叉。在这两种制度中，液滴的过量表面积朝向平坦液膜的平衡配置减小，但在时间上具有不同的幂律。此外，特征流平时间取决于分子性质、液滴的大小和底层膜的厚度。膜内的流动使得该系统与在固体表面上扩散的液滴根本不同。因此，我们开发了一个理论模型的基础上薄膜流体力学，定量描述了所观察到的两个平整制度之间的交叉。
2012-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Splashing phenomena of room temperature liquid metal droplet striking on the pool of the same liquid under ambient air environment
本文研究了室温液态金属液滴撞击大气中相同液体池的流体动力学。为了揭示氧化效应对冲击动力学的影响，进行了一系列的实验。借助高速数码相机记录液滴形状和撞击现象。存储在飞溅结构的冲击能量估计通过一个理论模型和几个形态参数获得的瞬时图像的飞溅。结果表明，RTLM的液滴形状和飞溅形态与水有很大的不同，常温LM池与高温LM池的碰撞动力学也有很大的不同。能量分析揭示了射流高度对流体粘度的高度敏感性，流体同时受到氧化效应和温度效应的影响，从而较好地解释了这一现象。这些基本发现对于RTLM在一系列新兴技术中的应用具有重要意义，例如基于液态金属的喷雾冷却、喷墨印刷电子、界面材料喷涂和涂层、冶金和3D封装等。
2013-09-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Rayleigh breakup of a charged viscous drop via tip-streaming
对D. Duft，T.阿赫岑河穆勒湾A. Huber和T. Leisner，Nature 421，128（2003）关于带电液体液滴的不稳定性的顺序进展指出，形成射流，随后发射后代液滴，作为瑞利裂变过程的关键途径。尽管理论上取得了相当大的进展，但通过数学模型对这种破裂途径的定量理解在很大程度上仍然没有定论。这种限制主要是由于这样一个事实，即通常应用的静电边界条件的等势面可能是无效的锥形端附近的裂变点附近经历一个奇快的动态。考虑到这一点，我们解决的问题，通过调用的轴对称边界元法（BEM）的框架内的表面电荷动力学，在粘性的限制。放弃的等电位假设引起弱切向电应力，这原来是关键的贡献者出现的射流，随后形成的后代液滴。模拟进一步预测，后代液滴的大小遵循与液滴的电导率的逆幂律比例关系，并且较小尺寸的后代携带接近其瑞利极限的电荷。
2019-02-22 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
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
The rolling and slipping of droplets on superhydrophobic surfaces
许多植物的叶子都具有超疏水性，这种特性可能是为了通过鼓励水滴聚集并滚落来清洁叶子。超疏水表面也可以表现出降低的摩擦，并且已经发现在这种表面上流动的液体在明显违反经典无滑动边界条件的情况下滑动。在这里，我们引入了一个模型的超疏水表面上的滚动液滴和调查在什么条件下滑动可能是重要的稳态运动。特别是，我们研究了三个限制的情况下，在滚动液滴耗散为主的粘性耗散，表面摩擦，或接触线摩擦。我们发现，在分子动力学模拟液滴在理想的超疏水表面与大的有效滑移长度，接触线耗散占主导地位的液滴运动。然而，在实际叶片上，液滴运动很可能是由粘性剪切，和滑动，在大多数情况下，可以忽略不计。
2017-12-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Droplet impact behavior on a hydrophobic plate with a wettability-patterned orifice
本研究采用格子玻尔兹曼方法模拟液滴撞击带方形孔疏水板，发现异质孔润湿性差异与 Weber 数共同决定液滴是否分裂，润湿性图案化孔会促进粘附，其动态行为由动压、毛细压力与粘性压力损失竞争决定。
2024-04-23 physics.flu-dyn
Droplet settling on solids coated with a soft layer
空气中的液滴在软基底上的重力沉降是与许多自然过程和工程应用相关的普遍存在的事件。我们研究这一现象，通过开发一个三相润滑模型的液滴沉降到固体基底上的薄软层所代表的粘性膜，弹性可压缩层和弹性片支持的粘性膜。通过结合尺度分析，分析方法，和数值模拟，我们阐明了所产生的液滴动力学是如何受到软层的性质。我们发现，这些软层可以显着影响重力沉降过程中的液滴形状。当存在软层的变形的线性响应时，与液滴沉降到刚性基底上的情况相比，空气层需要更长的时间排出。我们的研究结果提供了新的见解液滴和固体之间的耦合相互作用的薄膜覆盖的软材料。
2021-06-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A spectral boundary integral method for simulating electrohydrodynamic flows in viscous drops
提出一种谱边界积分方法，利用球谐展开和综合电荷输运模型模拟均匀电场中液滴的电流体动力学，通过加权球谐展开解决低粘度液滴的数值振铃问题，并在Taylor和Quincke电旋转区域验证了其有效性。
2022-10-10 physics.flu-dyn
Dynamics of Hanging Droplets from Liquid Interfaces
利用三维数值模拟研究了较重液滴撞击较轻液体深池的过程。前所未有的任何数值模拟，我们证明，较重的液滴可以挂在一个较轻的液体表面使用表面张力。探讨了重液滴的碰撞现象及其随尺寸和释放高度的变化规律。还制定了一个理论模型，以了解不同形式的能量与悬滴的作用。我们进一步解析求解悬挂液滴的力平衡方程，并证明从我们的模拟得到的结果与解析解非常吻合。这项研究在许多领域提供了机会，包括药物和基因递送、生物分子封装、微流体、软机器人和漏油补救。
2022-07-07 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
Splashing-regime transitions and secondary-droplet scaling in oblique drop impacts on a deep pool
Guangdong Ocean University（广东海洋大学）
该研究通过数值模拟揭示斜向液滴撞击深池时，定向撞击惯性主导溅射 regime 选择，二次液滴破碎遵循共同的毛细-惯性标度律，解释了实验观测到的液滴数标度现象。
2026-09-22 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Elasto-hydrodynamics of droplet-pool-interactions
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院哈格普尔分校）
该研究通过实验、理论和模拟，探究弹性流体中液滴撞击液池的弹流动力学，揭示由流体弹性驱动的新形态机制，推导空穴和射流演化理论，阐明惯性、毛细与弹性的相互作用规律。
2026-08-04 cond-mat.soft physics.app-ph physics.flu-dyn
Surfactant-dependent contact line dynamics and droplet spreading on textured substrates: derivations and computations
我们研究了液滴的扩散，不溶性表面活性剂覆盖其毛细管表面，在纹理基板上。在这个过程中，表面张力依赖的表面张力主导了整个动力学行为，特别是运动接触线。这使我们能够推导出由不溶性表面活性剂铺设的液滴的完整动力学：（i）移动接触线，（ii）毛细管表面的演变，（iii）在接触线处具有边界条件的该移动表面上的表面活性剂动力学，以及（iv）液滴内部的不可压缩粘性流体。我们的推导基于Onsager的原理与瑞利耗散泛函的液滴内的粘性流动或毛细管表面的平均曲率的运动。我们还证明了粘性流的瑞利耗散泛函比平均曲率运动的瑞利耗散泛函强。结合纹理衬底轮廓后，我们设计了一个数值方案的基础上无条件稳定的显式边界更新和移动网格，这使得许多具有挑战性的例子显示显着影响的表面活性剂的液滴变形的有效计算。
2021-10-02 cs.NA math.AP math.NA
Surface and internal gravity waves on a viscous liquid layer: initial-value problems
本文解析求解了粘性分层液体层上表面与内部重力波的初值问题，发现涡量模式对瞬态演化至关重要，且理论预测与DNS高度吻合，扩展了经典结果。
2023-04-03 physics.flu-dyn
Impacts on viscous fluids: on ejecta, corolla and splashes
我们调查实验和数值模拟的影响，液滴深池的甘油水溶液与可变池粘度和空气压力。通过这种方法，我们能够解决从低粘度液体到几乎固体连续过渡的基板上的跌落冲击。我们表明，从影响点蔓延的通用花冠由两个不同的片，即喷出物片喂的滴液和第二片喂的基板液体，这在单独的时间尺度上发展。这两个片在不同程度上有助于花冠整体动态和飞溅，特别是取决于两种液体之间的粘度比。
2018-12-19 physics.flu-dyn
Analysis of high-energy drop impact onto deep liquid pool
本文研究了液滴撞击深液池的问题。它的重点是高能量飞溅制度的影响，造成的大雨滴在高速的影响。这些案件的特点是时间短，机制复杂，因此迄今为止很少受到关注。BASILISK开源求解器用于执行三维直接数值模拟（DNS）。八叉树自适应网格细化技术的能力，使捕捉流动的小尺度特征，而流体体积（VOF）的方法结合平衡力表面张力计算被应用到平流的液体的体积分数和重建的接口。数值计算结果与实验可视化比较良好：冠和腔的演变，韧带的发散，气泡冠的形成，和向下的螺旋射流的增长，穿透腔底，正确地再现。可靠的定量协议也获得了关于通过观察窗口的边缘位置，腔体尺寸和液滴分布的时间演变。此外，模拟可以访问内部流动的各个方面（速度，涡度，压力，能量预算），从而可以更好地解释相应的物理现象。详细讨论了气泡环捕获和飞溅性能的早期动力学，气泡冠的形成/崩溃，和液滴的传播。液滴尺寸的统计显示双峰分布的时间，证实了不同的主要机制，液滴生产在不同的阶段。
2023-02-06 physics.flu-dyn
Bouncing, Helical and Buckling Instabilities During Droplet Collision: Newtonian and Non-Newtonian Liquids
在这段视频中，光线跟踪数据可视化技术被用来获得真实和详细的液滴碰撞过程中的流动运动。比较了牛顿流体与非牛顿流体碰撞结果的差异。提出了液滴碰撞的各种类型，包括弹跳、聚结和拉伸分离。由于剪切力引起的等效粘度降低，剪切变稀液滴间的气膜比牛顿流体薄。在Weber数和碰撞参量图中，由于较薄的气膜促进了聚并，剪切稀化液体的弹跳区面积较小。在拉伸分离的韧带/螺纹断裂过程中，识别出两种不稳定性，螺旋和屈曲不稳定性。螺旋不稳定性类似于粘性旋转液体射流，而屈曲不稳定性类似于聚合物溶液的带电液体射流。
2012-10-15 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
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
Dynamics of a viscoelastic liquid filament connected to two mobile droplets
液体的细丝通常是不稳定的，并且破碎成小液滴，而聚合物溶液的细丝已知相对于这种不稳定性是相当稳定的，并且它们形成连接两个球形液滴的细丝的稳定构型。如果液滴在空间中固定，则液体从细丝区域流动到液滴区域以降低表面能并且细丝变得更薄。如果将整个液体置于另一种粘性流体中，液滴会相互靠近，细丝会变得更粗。在这里，我们研究这样的系统的动力学。我们推导出时间演化方程的半径和长度的细丝考虑到流体通量从细丝到液滴和液滴的运动。我们将证明：（a）如果液滴的中心是固定的，则细丝按照Entov和Hinch的经典预测变薄;（b）如果液滴是移动的（在粘性介质中受到Stokes阻力），则细丝的变薄被抑制，并且在某些条件下，细丝变厚。该理论解释了Yang和Xu [Phys. Fluids 20，043101（2008）]在四辊磨机装置中观察到的现象。
2020-03-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
