Airborne Ouzo: Evaporation-induced emulsification and phase separation dynamics of ternary droplets in acoustic levitation
本研究通过实验探究声悬浮Ouzo三元液滴的蒸发动力学，揭示其蒸发的四个阶段并分析乳化过程，证明声悬浮适用于空中物理化学操控。
2023-12-20 physics.flu-dyn
Evaporation Dynamics of Completely Pinned and Partially Pinned Sessile Droplets in Multi-Droplet Configurations
Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海德拉巴分校）
本研究通过实验对比完全钉扎与部分钉扎固着液滴在多液滴构型中的蒸发动力学，发现完全钉扎液滴虽绝对蒸发更快，但受气相屏蔽效应获得的相对寿命延长更显著，五液滴构型中寿命最高延长124%，并建立了含蒸发冷却效应的理论模型。
2025-11-10 physics.flu-dyn
Evaporation of a deformable droplet under convection
该研究通过界面分辨模拟探究对流下可变形液滴的蒸发规律，评估经典与A-S模型的性能，发现强对流下模型预测存在偏差，液滴变形强化蒸发，A-S模型整体表现更优。
2025-07-23 physics.flu-dyn
Evaporation of acoustically levitated bicomponent droplets: mass and heat transfer characteristics
本文通过实验与数值模拟研究了声悬浮场中不同初始浓度比的乙醇-水双组分液滴蒸发特性，揭示了其质量与传热规律及内部浓度和温度分布。
2024-02-25 physics.flu-dyn
Evaporation of sessile water droplets on horizontal and vertical bi-phobic patterned surfaces
本文介绍了一个实验研究的热传输到单个水滴蒸发加热双疏表面组成的超疏水矩阵与圆形疏水图案与强大的接触线钉扎。将8 μ l体积的单个水滴置于预热的表面上，并使其在开放的实验室环境中蒸发。我们调查的基板取向（水平和垂直）的蒸发动力学的影响。使用光学和红外成像，我们报告液滴流体动力学和传热特性的蒸发液滴。总的来说，垂直表面上的蒸发效率更高，总传热率更高，蒸发时间缩短10%。与直觉相反，在垂直表面上，基板-液滴界面热通量在下部接触线附近高于上部区域，尽管在底部具有高接触角和预期的楔形效应。同时，液滴下部的温度较低。我们将这种明显的异常归因于显热和蒸发之间的竞争，以及与水平表面相比修改后的对流签名（液滴和气相内）。我们还表明，一旦接触角在上部和下部的接触线变得相等的蒸发过程结束时，热签名变得均匀。这项工作的见解可以指导喷雾冷却装置的设计，或用于在基于蒸发的制造技术和喷墨打印过程中改变颗粒沉积模式。
2019-12-05 physics.flu-dyn
Evaporation of a freely floating droplet in an airstream: effects of temperature, humidity, and shape oscillations
Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海德拉巴分校）
研究通过实验和理论分析，揭示了气流中液滴蒸发受温度、湿度及形状振荡影响的机制，提出改进模型并构建了液滴寿命的区域图。
2026-02-19 physics.flu-dyn
Stability of Respiratory-Like Droplets under Evaporation
空气传播的呼吸道飞沫中含有的病原体已被视为在取决于环境温度和湿度的时间段内保持传染性。特别是，关于湿度，在中等湿度下发现了病毒病原体存活的经验上最不利的条件。然而，产生这种最不利条件的精确物理化学机制尚未被理解。在这项工作中，我们分析了蒸发器状液滴在空气中的蒸发动力学，半悬浮它们在超疏水基底上，具有最小的固液接触面积。我们的研究结果表明，相比于纯水液滴，盐溶解在液滴中可以显着改变蒸发行为，特别是对于高湿度接近和高于潮解极限。由于盐的吸湿特性，一旦盐浓度达到取决于相对湿度的临界值，水蒸发就被抑制。稳定液滴中的盐浓度在相对湿度约75%时达到最大值，从而产生可能缩短病原体保持传染性的时间的条件。
2021-05-21 physics.flu-dyn
Counter-intuitive evaporation in nanofluids droplets due to stick-slip nature
我们的实验研究了无座乙醇液滴的蒸发特性的Al $_2$ O $_3$和Cu纳米粒子的大小为25 nm和75 nm的加热基板上使用阴影和红外成像技术。我们的研究结果表明，液滴接触线动力学产生的各种纳米粒子的存在下，在蒸发过程中起着主导作用。这与广泛持有的假设相反，即在固着纳米流体液滴中观察到的增强的蒸发速率是由于添加的纳米颗粒的更高的热导率。我们观察到，即使Al $_2$ O $_3$的热导率比Cu的热导率低一个数量级，含有25 nm尺寸的Al $_2$ O $_3$的液滴也表现出钉扎接触线动力学，并且比含有两种尺寸的Cu纳米颗粒和表现出粘滑行为的75 nm Al $_2$ O $_3$纳米颗粒的液滴蒸发得快得多。我们还发现，由于接触线行为的差异，具有不同纳米颗粒的液滴显示出不同的热模式，这改变了液滴内部的热传递。我们建立这种反直观的观察，通过分析的周长，自由表面积，和沉积图案的基板上的时间变化。
2022-11-22 physics.flu-dyn
Evaporation of sessile drops on a heated superhydrophobic substrate
本文实验研究了加热超疏水铝基底上静止水滴的蒸发动力学，发现双液滴系统因蒸汽屏蔽效应蒸发更慢且寿命更长，并提出综合理论模型准确预测了不同温度和构型下的蒸发行为。
2025-07-01 physics.flu-dyn
Generalizing Co-operative Evaporation in Two-Dimensional Droplet Arrays
固着液滴暴露于初始条件导致不可避免的质量损失，这在许多实际应用中是至关重要的。通过考虑一个任意配置的二维阵列的液滴，在这里，我们提供了一个简单的广义的理论极限，它们的寿命在蒸发状态。尽管几何和物理复杂性的有效限制，由于其合作的相互作用，我们表明，随之而来的蒸发特性可能是显着不敏感的整体液滴组织的地形细节，对于广泛的液滴-基板组合。然而，随着随后部署的颗粒负载液滴，我们的研究结果导致发现了一个独特的途径，通过利用一个独特的拓扑驱动的对称性破缺现象，产生一个新的战略图案周围的液滴阵列颗粒物质的集体系统内的内部流动。
2019-08-10 physics.flu-dyn
Evaporation of Finite-Size Ammonia and n-Heptane Droplets in Weakly Compressible Turbulence: An Interface-Resolved DNS Study
本研究通过界面解析的 DNS 模拟了稠密喷雾中氨和正庚烷液滴在湍流中的蒸发，发现氨初始蒸发快但受聚结影响衰减，而增强湍流持续促进正庚烷蒸发，为改进 CFD 模型和燃料喷射优化提供了依据。
2025-05-29 physics.flu-dyn
Water droplet dynamics and evaporation in airtanker firefighting
Polytechnique Montréal（蒙特利尔理工大学）
研究航空灭火中水滴动力学与蒸发机制，揭示释放高度和相对湿度对水滴输送和蒸发的影响，为改进灭火策略提供基础。
2026-03-12 physics.flu-dyn
Propagation of weakly stretched premixed spherical spray flames in localized homogeneous and heterogeneous reactants
本文对弱拉伸球形火焰在部分预蒸发燃料喷雾中的传播进行了理论研究。一个通用的理论来描述火焰传播速度，火焰温度，液滴蒸发开始和完成的位置。研究了液体燃料和气体混合物性质对球形喷雾火焰传播的影响。结果表明，喷雾火焰传播速度随着液滴质量负荷和/或蒸发换热系数（或蒸发速率）的增加而增加。当潜热高时，由于强的蒸发热吸收，发现相反的趋势。在非均质火焰的火焰后蒸发区观察到燃料蒸气和温度梯度。火焰传播过程中，蒸发完成前沿位置随火焰半径变化较大，而蒸发开始位置相对于火焰前沿变化不大。对于较大的液滴载荷和较小的蒸发速率，燃料液滴倾向于在火焰前缘之后完成蒸发。在大的潜热下，高液滴质量负载会发生火焰分叉，导致火焰传播速度、液滴蒸发开始和完成锋的多重性。燃料液滴喷雾对火焰的增强或减弱作用是通过增强或抑制火焰前区的热质扩散过程来体现的。此外，对于非均匀火焰，在火焰后区也存在热质扩散。随着Lewis数的减小，均质火焰和非均质火焰的质量扩散都得到增强。随着液滴负载的增加，马克斯坦长度的大小大大减小。此外，当液体燃料含量较低时，不均匀火焰后面的火焰后液滴燃烧影响火焰传播速度和Markstein长度。
2020-09-27 physics.flu-dyn
Sessile droplet evaporation on superheated superhydrophobic surfaces
这个流体动力学视频描述了放置在加热的超疏水（SH）表面上的固着水滴的蒸发，所述加热的超疏水（SH）表面具有变化的空腔分数F_c和高于饱和温度T_sat的表面温度T_s。图像以10，000 FPS拍摄，并在此视频中以30 FPS播放。这些实验中使用了F_c = 0，0.5，0.8和0.95的聚四氟乙烯涂层硅表面。研究了110°C ~ 210°C范围内的T_s。视频剪辑显示了固着液滴的沸腾行为如何随着表面微观结构的变化而改变。作者进行的传热速率实验的定量结果在视频结尾处进行了简要讨论。
2013-10-14 physics.flu-dyn
Evaporation of dilute droplets in a turbulent jet: clustering and entrainment effects
湍流喷雾中的液滴蒸发涉及非定常、多尺度和多相过程，这使得它的理解和模型能力仍然有限。本工作的目的是研究液滴蒸发动力学内的湍流空间发展射流稀释，非反应条件。我们解决这个问题，使用直接数值模拟的射流充满丙酮液滴使用混合欧拉/拉格朗日方法的基础上点液滴近似。两个阶段的详细统计分析。特别是，我们展示了如何至关重要的是通过流动的液滴的不均匀本地化引起的汽相的优先采样。在湍流核心和混合层中，液滴的优先分离在入口下游突然发展。已经发现两种不同的机制来驱动这些现象，在射流核心的惯性小规模集群和间歇动力学的液滴穿过湍流/非湍流界面的混合层中的干空气夹带发生。这些现象强烈地影响了整个蒸发过程，并导致在湍流喷雾的下游演化中液滴尺寸和蒸发速率分布的显著加宽。
2017-03-17 physics.flu-dyn
Quasi-steady evaporation of deformable liquid fuel droplets
本研究利用直接数值模拟探讨了高压对流环境下正癸烷液滴变形对蒸发速率的影响，发现高雷诺数下变形显著提升蒸发速率，且局部蒸发通量与曲率及尾流混合密切相关。
2023-07-31 physics.flu-dyn
Combustion and Evaporation of Deformable Fuel Droplets
本研究通过DNS模拟探究了对流下可变形燃料液滴的燃烧与蒸发，发现韦伯数提升总蒸发率且燃烧不受形状影响，并证明2-D模拟无法准确重现3-D物理行为。
2023-07-31 physics.flu-dyn
Evaporating droplets on inclined plant leaves and synthetic surfaces: experiments and mathematical models
假设：由于叶片表面复杂的物理化学性质，表面活性剂液滴在叶片上的蒸发是复杂的。然而，对于某些叶片表面的蒸发过程似乎遵循标准的恒定接触半径或恒定接触角模式，它应该有可能模仿液滴蒸发与精心选择的合成表面和一个相对简单的数学模型。实验：表面活性剂液滴蒸发实验在两种商业作物品种小麦和辣椒上进行，以及两个合成表面，直到$90\,^{\circ}$倾斜。在整个蒸发实验中，测量了液滴的接触角、高度、体积和接触半径的时间依赖性。建立了数学模型来模拟实验。调查结果：除了一个明显的例外，对于表面、表面活性剂浓度和角度的所有组合，实验似乎遵循标准蒸发模式，并且通过数学模型（修改的Popov和Young-Laplace-Popov）很好地描述。例外的是小麦具有高的表面活性剂浓度，液滴蒸发出现非标准的，偏离扩散限制模型，也许是由于额外的机制，如吸附的表面活性剂，气孔密度或细长的形状在小麦表面的凹槽的方向。
2021-01-27 physics.flu-dyn
Resolved multiple-droplet evaporation
University of Strathclyde（思克莱德大学）
本文推导了多球形帽液滴蒸发通量的渐近公式，利用开尔文变换解析点源响应，揭示蒸气屏蔽的普适结构，并用于计算液体输运。
2026-09-24 physics.flu-dyn
Insights into the mechanics of pure and bacteria-laden sessile whole blood droplet evaporation
本文通过实验与理论分析，揭示纯血及含菌血滴蒸发三阶段机制，验证沉淀物厚度模型，并发现极高细菌浓度改变裂纹模式。
2025-08-15 physics.flu-dyn
Evaporation of water-in-oil microemulsion droplet
本研究探讨水包油微乳液液滴的蒸发行为，通过声悬浮与激光加热实验，揭示水与表面活性剂摩尔比及分散相体积分数对蒸发三个阶段的调控作用，并提出反映组分挥发性的参数η，最终观察到固体球形壳的屈曲形态。
2024-08-28 physics.flu-dyn
Evaporation of non-circular droplets
本研究针对扩散限制下非圆形薄液滴蒸发的非直线混合边界难题，提出新型渐近方法得到蒸发通量渐近解，验证其适用于多种形状液滴，并详细分析了大液滴溶质沉积的可解析案例。
2022-08-22 physics.flu-dyn
Interfacial temperature measurements, high-speed visualization and finite-element simulations of droplet impact and evaporation on a solid surface
本文研究了液滴在加热固体表面碰撞蒸发过程中的流体动力学、传热和传质耦合问题。采用激光热反射法测量固液界面温度，时间分辨率为100 μs，空间分辨率为20 μm。异丙醇微滴和纳升体积被认为是。有限元模型被用来模拟液滴沉积过程中的瞬态流体动力学和传热，考虑润湿的动态以及拉普拉斯和Marangoni应力的液-气边界。对于涉及蒸发的情况下，在大气中的蒸汽的扩散数值求解，提供了一个精确的边界条件的液滴-空气界面处的蒸发通量。进行高速可视化以提供用于模拟中的润湿模型的匹配参数。数值和实验结果进行了比较瞬态传热和流体动力学在液滴沉积过程中所涉及的。我们的研究结果描述和解释在滴基板界面的早期阶段的影响的温度振荡。对于第一次，一个完整的模拟的影响和随后的蒸发液滴在加热表面上进行，并发现与实验结果非常吻合。我们的研究结果还揭示了润湿对蒸发过程中的传热的影响。
2010-10-13 physics.flu-dyn
Numerical Study on Droplet Evaporation and Propagation Stability in Normal-temperature Two-phase Rotating Detonation System
对常温下煤油/富氧空气两相旋转爆轰波进行了数值研究。为了研究进气掺混段对两相RDW燃烧特性的影响，设计了两种不同结构的燃烧室，研究了进气掺混段对两相RDW燃烧特性的影响。分析了反向传播激波后预热区对液滴蒸发的重要作用。进一步讨论了RDW传播稳定性对液滴平均直径d 0的参数敏感性。结果表明，在无离子注入的燃烧室中，液滴主要在爆震波阵面后蒸发，反应放热在短距离内完成，推动了爆震波的持续传播。当d 0逐渐增大时，液滴蒸发距离增大，入射激波与反应之间的耦合不断减弱，最终导致爆轰猝灭。在带有IMS的燃烧室中，通过RDW的反向传播激波在接触表面附近诱导预热区。大量的液滴在该区域蒸发，并在爆震波前产生足够的燃料蒸汽和氧化剂的混合物，以维持爆震波的传播。对于无IMS的燃烧室，在预热区的辅助下，液滴蒸发对进口高温气流的依赖性更小，从而提高了波的传播稳定性，RDW可以维持更宽的d 0范围。本文的分析为两相旋转爆轰系统提供了新的认识。
2022-03-19 physics.flu-dyn
Intricate Evaporation Dynamics in Different Multi-Droplet Configurations
Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校）
研究不同多液滴配置中液滴寿命影响因素，通过实验和理论模型揭示蒸发动力学与屏蔽效应的关系。
2024-08-13 physics.flu-dyn
An improved Coupled Level Set and Volume of Fluid (i-CLSVoF) framework for droplet evaporation
表面张力主导的液滴蒸发是普遍存在的，并且对于许多应用是重要的。我们提出了一种改进的耦合水平集和流体体积（i-CLSVoF）框架，没有显式的界面重建模拟微尺寸的液滴蒸发和不蒸发。在i-CLSVoF框架下，开发并实现了一种改进的表面张力力模型，该模型具有额外的过滤步骤以过滤非物理的虚假速度。提出了一种简单而有效的基于速度势的方法来重建液滴蒸发过程中自由表面平流的无发散速度场。该方法解决了界面处蒸发诱导速度突变引起的数值问题。在这项工作中纳入的涂抹质量源项的方法保证更大的数值稳定性比非涂抹的方法。三种不同的蒸发模型（恒定质量通量，热驱动蒸发和液滴蒸发在室温下）在i-CLSVoF中实现。通过算例分析，验证了表面张力和蒸发模型的正确性。数值解和相应的解析解之间的一致性很好，在这项工作中开发的模型显示出令人信服的性能，在模拟表面张力为主的流动和不蒸发。
2022-07-14 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Reaction front development from ignition spots in n-heptane/air mixtures: low-temperature chemistry effects induced by ultrafine water droplet evaporation
本文研究了由超细水滴蒸发引起的低温化学反应对具有温度梯度的点火点处反应前沿发展的影响。采用Eulerian-Eulerian方法模拟气液两相反应流动，物理模型为一维球形反应器，反应器中含有化学计量比的正庚烷/空气混合气体和超细单分散水滴（初始直径为5 μ m）。首先模拟了两相混合物的均相点火。在点火前，水滴可以在反应器中完成蒸发，从而显著降低气体温度，这可能会引起低化学反应。结果表明，在负温度系数范围内，液滴的翻转温度随液滴体积分数的增加而增加。当体积分数超过临界值时，即，低温、中温和高温点火。化学爆炸模式分析也证实了超细水滴蒸发引起的低化学反应。在此基础上，利用一维数值模拟方法，分析了两相混合物中存在温度梯度时点火点处反应前沿的发展过程。根据初始气体温度和较低的转换温度，确定了现场反应前沿起源的不同模式。具体地说，反应前沿可以启动在左，右两端的点火点，并在其内部。详细的反应前沿的发展对应于上述三种模式进行了讨论。此外，与来自低和中化学物质的压力波相比，来自高温点火的压力波是重要的。
2021-04-02 physics.flu-dyn
Simultaneous evaporation and imbibition of a droplet on a flooded porous substrate
University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）；University of Bath（巴斯大学）
本研究建立含颗粒薄液滴在充液多孔基底上同时蒸发与吸渗的数学模型，获得四种演化模式下的解析结果，揭示了液滴行为的异同及沉积量的无关性规律，为相关工业与医疗应用提供理论支撑。
2025-11-04 physics.flu-dyn
Evaporation of volatile droplets subjected to flame-like conditions
这项工作评估拉格朗日液滴蒸发模型经常用于喷雾燃烧模拟，以确定单液滴行为的建模决策的影响。除了更简单的模型，评估的策略包括一个简单的方法，将斯特凡流的影响，在传热（鸟的校正），一种方法来考虑斯特凡流的相互作用与传热和传质膜（Abramzon-Sirignano模型），和一种方法，将非平衡热力学（朗缪尔-克努森模型）。每个现象的重要性是量化的分析和数值在各种条件下。蒸发模型忽略Stefan流被发现是无效的研究条件下。朗缪尔-克努森模型也被认为不适合高温蒸发，而伯德的校正和Abramzon-Sirignano模型被认为是最相关的喷雾燃烧系统的数值研究。后者是这里研究的最精细的模型，因为它考虑了雷诺数效应，超出了Ranz和Marshall针对低传输率得出的经验相关性。因此，Abramzon-Sirignano模型被确定为本研究范围内的最新替代方案。
2022-01-18 physics.flu-dyn
Investigation of Multi-Stage Evaporation and Wave Multiplicity of Two-Phase Rotating Detonation Waves Fueled by Ethanol
本文通过欧拉-拉格朗日数值模拟研究了液态乙醇旋转爆轰发动机中液滴多阶段蒸发对爆轰波特性的影响，揭示了液滴尺寸和入口温度变化导致的不同波数工作模式及爆轰波熄灭与再生机制。
2023-09-20 physics.flu-dyn
High humidity enhances the evaporation of non-aqueous volatile sprays
我们实验研究了非常挥发性的液滴（Novec 7000工程流体）在湍流喷雾中的蒸发。通过喷嘴产生直径为几微米量级的液滴，然后将其注入专用的封闭十二面体室中，其中室中的环境温度和相对湿度受到仔细控制。我们观察到水冷凝的快速蒸发液滴，喷雾和一个单一的声悬浮毫米Novec 7000液滴。我们进一步研究了湿度的影响，并揭示了更潮湿的环境导致挥发性液体的蒸发更快，以及更多的水冷凝。这可以用水的潜热大得多来解释。我们扩展了一个分析模型的基础上菲克定律定量占的数据。
2022-08-09 physics.flu-dyn
Forced ignition of laminar premixed spherical flames in evaporating fuel droplet mists
本文旨在建立一个理论模型来描述贫燃料条件下球形喷雾火焰的点火过程。引入两个特征前沿，揭示了在点火过程中蒸发开始和结束的位置。结果表明，添加燃料液滴后，火焰得到强化，但最小着火能量（MIE）降低。火焰核心和传播分支中两个蒸发锋面的演化也被揭示与蒸发区长度耦合。
2021-03-27 physics.flu-dyn
On the evolution of fuel droplet evaporation zone and its interaction with the flame front in ignition of spray flames
本文研究了燃油液滴蒸发区的演化及其与火焰传播前锋的相互作用。建立了描述球形火焰点火和传播过程中火焰传播速度、火焰温度、液滴蒸发开始和完成位置的一般理论。研究了液滴质量负荷、换热系数（或蒸发率）和路易斯数对球形喷雾火焰着火的影响。考虑了两种火焰状态，即，基于火焰前缘附近的混合物条件，对非均质和均质火焰进行了分析。结果表明，点火能量的增加对喷雾火焰的轨迹有很大的影响。富油混合气点火成功的关键条件是点火核心和传播火焰的内外火焰球重合。火焰球总是存在于均质混合物中，表明点火失败和临界成功事件仅发生在纯气体混合物中。燃料液滴对最小点火能量的影响有限，但最小点火能量随Lewis数单调增加。此外，火焰核心起源于非均匀混合物，由于初始分散的液滴附近的火花。计算了均质和非均质喷雾火焰燃烧区和未燃烧区的蒸发热损失，结果表明，对于失效的火焰核，火焰前缘后和前缘前的蒸发热损失先增大后减小。当火焰被成功点燃并向外传播时，火焰前缘前的蒸发热损失一般会增加，尽管存在非单调性。对于非均匀火焰，燃烧区的热损失占总热损失的比例随着火焰的膨胀而减小。
2021-03-26 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
Evaporation of ethanol-water droplet at different substrate temperatures and compositions
实验研究了固定体积的不同组成的乙醇-水二元混合液滴在不同衬底温度（Ts）下的蒸发动力学。在T_s= 25 ℃时，纯液滴的蒸发过程为钉扎阶段，而二元液滴的蒸发过程则分为两个阶段：早期钉扎阶段和后期后退阶段。在二元液滴中，更易挥发的乙醇蒸发得更快，导致蒸发过程在早期阶段呈非线性趋势。本文在T_s= 25 ℃下观察到的现象与前人在室温下观察到的现象相似。更有趣的动力学是观察在蒸发过程中的二元液滴在升高的衬底温度。我们发现，液滴的寿命表现出非单调的趋势，增加乙醇浓度的二元混合物，{可以归因于}的非理想行为的水-乙醇二元混合物。随着Ts的增加，（50%乙醇+50%水）二元液滴的寿命呈对数下降。在T_s= 60 ℃时，我们观察到一个早期的铺展阶段，一个中间的钉扎阶段和一个晚期的蒸发消退阶段。与T_s= 25 oC不同，在蒸发过程的早期，T_s= 60 oC时纯水液滴的接触角大于90 °。后期阶段的界面不稳定性，甚至液滴破碎观察到一些（虽然不是所有）二元混合物组合物。在T_s= 60 oC时，不同组分的蒸发动力学表现出自相似的趋势。最后，在不同的基板温度下的纯和二元液滴的蒸发速率进行比较，对纯和二元混合物液滴的理论模型。
2019-07-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Double emulsion drop evaporation and resurfacing of daughter droplet
在这项研究中，我们提出了实验和理论分析的双重乳液滴蒸发。在双重乳液液滴的内相的蒸发明显完成之后，令人惊讶地，观察到子液滴的表面重塑。我们进一步研究以假设这种现象，这使我们能够获得单相液滴的延长的固定接触线蒸发以及与双乳液液滴类似的表面重塑发生。
2018-10-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A macroscopic model for sessile droplet evaporation on a flat surface
固着液滴在平坦表面上的蒸发涉及相变、扩散、平流和表面力之间的复杂相互作用。在试图显着降低问题的复杂性，并使其易于管理，我们提出了一个简单的模型铰接在一个表面自由能为基础的松弛动力学的液滴形状，扩散蒸发模型和接触线钉扎机制的屈服应力。我们的模型再现了已知的动态液滴形状松弛和液滴蒸发，无论是在没有和存在的接触线钉扎。我们表明，形状松弛蒸发过程中显着影响的寿命下降。我们发现蒸发时间对初始接触角的依赖性是形状弛豫和蒸发之间的竞争的函数，并且强烈地受到任何接触线钉扎的影响。
2018-07-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Surface declination governed asymmetric sessile droplet evaporation
本文报道了倾斜衬底上的液滴蒸发动力学。本文对不同衬底厚度、润湿性和温度下的液滴蒸发行为进行了全面的实验和理论分析。与基板decaderance固着液滴表现出扭曲的形状和蒸发在不同的速率相比，液滴在同一水平基板上，其特征在于更经常的蒸发制度的变化。在蒸发过程中，滑粘和跳粘模式是突出的。对于倾斜衬底上的液滴，蒸发通量也是不对称的，并且由初始接触角的不同决定。由于后接触线处的接触角较小，因此它是蒸发通量较高的区域。粒子图像测速仪显示了倾斜液滴内的内循环速度增加。蒸发通量的不对称性导致更高的温度梯度，这最终增强了蒸发通量最高的液滴后部附近的热Marangoni循环。采用一个模型对热Marangoni平流速度进行了预测，得到了较好的拟合。倾斜角和施加的热条件相互作用，并导致变形的蒸发动力学比液滴在水平加热表面。即使TL的微弱运动也会显著改变蒸发动力学，通过将液滴的形状从理想的椭圆形改变为几乎球冠，这最终降低了蒸发通量。液滴的寿命是通过修改非加热基板的可用模型来建模的，以考虑形状不对称性。目前的研究结果可能会对微尺度热流体动力学产生强烈的影响。
2020-06-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Water evaporation from solute-containing aerosol droplets: effects of internal concentration and diffusivity profiles and onset of crust formation
唾液主要由水组成，但还包括各种有机和无机物质，如盐、蛋白质、肽、粘蛋白、病毒粒子等。这些溶质的存在影响在空气中沉降的呼吸道飞沫的蒸发时间，从而影响感染的空气传播。从液滴内和周围的蒸汽相耦合的热传导和水扩散方程的解决方案，我们发现，溶质引起的水蒸汽压降低大大减缓了蒸发过程中，并占主导地位的溶质浓度依赖的液滴蒸发时间。蒸发诱导的溶质浓度梯度附近的液滴表面，这是占使用两个阶段的蒸发模型，被发现进一步加剧减慢干燥过程。另一方面，发现溶质的存在减少了液滴的蒸发冷却，这导致蒸发时间略微减少。总的来说，前两种效应占主导地位，这意味着液滴蒸发时间在溶质存在下增加。液滴内部的水扩散系数的溶质浓度依赖性不显着改变蒸发时间。最后，结壳形成的液滴表面上被发现，以增加液滴的最终平衡尺寸。
2021-04-08 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Dynamics of evaporating, interconnected droplets
本文研究由微通道连接的一对蒸发液滴，发现液滴间流体交换由压力差驱动的泵送流动主导，并通过稳定性分析揭示超临界叉形分岔和对称性破缺机制可导致连接通道中的流动反向。
2025-07-18 physics.flu-dyn
Competing advection decelerates droplet evaporation on heated surfaces
在这篇文章中，我们报告的非典型和异常的蒸发动力学的盐水固着液滴表面与高温。在之前的研究中，我们表明，当衬底不加热时，与水滴相比，盐水固着液滴蒸发得更快。在本研究中，我们发现，在加热表面的情况下，盐水液滴蒸发速度比水对应物慢，从而构成一个反直觉的现象。蒸发速率的降低直接取决于盐浓度和表面润湿性。液滴周围的自然对流和表面张力的热调制被发现是不足以解释的机制。使用粒子图像测速PIV的流动可视化显示，在盐水液滴内的变形平流是被捕蒸发背后的一个可能的原因。红外热成像是用来映射液滴的热状态。提出了一种基于热溶质Marangoni的结垢分析方法。据观察，马兰戈尼和内部平流承担的热梯度和溶质梯度是竞争性的，从而导致整体衰减的内部循环速度，从而降低了蒸发率。理论计算得到的平流速度与实验结果一致。这项研究揭示了一种新颖而异常的物种在盐液滴中的传输行为。
2020-01-13 physics.app-ph physics.flu-dyn
Competitive electrohydrodynamic and electrosolutal advection arrests evaporation kinetics of droplets
本文报道了在电场环境中悬滴蒸发动力学的抑制现象。通过实验研究了横向交流电场作用下导电盐溶液悬滴的蒸发动力学。已经观察到，虽然场强度的增加阻止了蒸发，但场频率的增加具有相反的效果。同样的解释了极性水中离子的溶剂化动力学。理论分析表明，改变表面张力和扩散驱动的蒸发模型不能预测停滞或减速的蒸发。借助粒子图像测速仪，观察到电场对液滴内循环速度的抑制作用，这种抑制作用直接影响蒸发速率。提出了一个数学定标模型来量化电流体动力学循环，对流和电溶质平流对液滴蒸发动力学的影响。分析包括主要的管理参数，即。热和solutal Marangoni数，电流体动力学数，电普朗特和电施密特数和它们各自的贡献。结果表明，电场抑制了蒸发过程中的Marangoni效应，从而降低了蒸发速率。此外，电溶质马兰戈尼效应进一步抑制了内部平流，这再次以更大的比例阻止了蒸发速率。稳定性分析表明，电体力阻碍了这种液滴内的稳定的内循环和逮捕平流。
2018-07-07 physics.app-ph physics.flu-dyn
Evaporation-driven liquid flow in sessile droplets
固着液滴的蒸发自发地引起内部毛细液体流动。由蒸发引起的温度或化学梯度引起的液-气界面处的表面张力驱动的表面积和/或表面张力差的最小化使液体运动。该流动沿着悬浮材料拖动，并且是控制干燥液滴留下的污渍中的材料沉积的关键之一。这一原理的应用范围从印刷和涂料工业中的污渍形成控制，到DNA分析，到对血迹的法医和医学研究，以及使用蒸发驱动的自组装纳米技术。因此，固着液滴的蒸发不仅引起了流体动力学的极大兴趣，而且引起了软物质、化学、生物、工程、纳米技术和数学界的极大兴趣。由于这种广泛的兴趣，在干燥液滴蒸发驱动的流动的知识仍然分散在不同的领域，导致各种误解和误解。在这篇综述中，我们的目标是统一这些观点，并反映在最近的实验和理论进展的光在固着液滴蒸发驱动的液体流动的当前理解。此外，我们概述了开放的问题，并指出未来研究的方向。
2022-09-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
On evaporation dynamics of an acoustically levitated multicomponent droplet: evaporation-triggered phase transition and freezing
本研究利用声悬浮技术探究了十六烷、乙醇和乙醚三元液滴的蒸发动力学，发现了三个不同蒸发阶段及自持周期性冻结融化模式，并建立理论模型表征多阶段行为，为多组分液滴系统设计与控制提供新策略。
2023-05-21 physics.chem-ph physics.flu-dyn
Evaporation kinetics of ferrofluid droplets in magnetic field ambience
本文讨论了悬垂的含水铁磁流体液滴蒸发的物理和力学以及外部磁场对其的调制。我们通过实验和数学分析表明，磁场的存在提高了铁磁流体液滴的蒸发速率。首先，我们解决的问题，改善蒸发的胶体液滴相比，水，并提出物理机制来解释相同的。实验表明，由磁场辅助的蒸发速率的变化不能基于表面张力的变化或基于经典的扩散驱动蒸发模型来解释。使用粒子图像测速仪的探测表明，这种液滴的内部平流动力学通过调制相关的Stefan流对增强的蒸发速率起着直接的作用。红外热成像揭示了液滴内的热梯度的变化，并且评价动态表面张力揭示了液滴内溶质梯度的存在，两者都是由外场引起的。在此基础上，对磁热和磁溶铁平流行为进行了标度分析。该模型结合了哈特曼数，磁热普朗特数和磁溶质施密特数的作用。分析和稳定性图表明，磁溶质铁平流是更占主导地位的机制，该模型能够准确地预测内部平流速度。此外，另一个缩放模型来预测修改后的斯特凡流，并被发现可以准确地预测改进的蒸发率。
2019-11-25 physics.app-ph physics.flu-dyn
Impact of internal flow and particle-substrate interaction on deposit patterns during evaporation of a colloidal sessile droplet
本文通过有限体积数值模拟研究胶体液滴蒸发中的颗粒沉积，比较三种物理模型，揭示径向流主导咖啡环效应而马兰戈尼流使其均匀化，并阐明基底-颗粒相互作用及热浮力的影响。
2025-07-18 physics.flu-dyn
Key parameters for droplet evaporation and mixing at the cloud edge
液态水在无冰云中的分布决定了它们的辐射特性，这是天气和气候模型中不确定性的重要来源。蒸发和湍流混合导致云在液滴数密度上显示出较大的变化，但在液滴尺寸上显示出相当小的变化[Beals等人（2015）]。然而，直接数值模拟的云边缘附近的蒸发和混合的联合作用预测相当不同的行为，它仍然是一个悬而未决的问题，如何调和这些结果与实验结果。从云中液滴的观测快照中推断混合和蒸发的历史是具有挑战性的，因为云是瞬态系统。我们制定了一个统计模型，提供了一个可靠的描述的蒸发混合过程中看到的直接数值模拟，并允许推断观察到的液滴种群的历史的重要方面，突出工作中的关键机制，并解释观测和模拟之间的差异。
2021-02-04 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Interplay of electro thermo solutal advection and internal electrohydrodynamics governed enhanced evaporation of droplets
本文从实验上揭示并从理论上建立了电场对悬滴蒸发动力学的影响。结果表明，盐水悬垂液滴的蒸发动力学可以通过施加外部交变电场来增强。蒸发行为是调制的电场强度和频率的增加。经典的扩散驱动蒸发模型被发现在预测改善的蒸发速率不足。场约束引起的表面张力的变化不足以解释观测到的物理现象。因此，内部的液滴的流体动力学探测采用粒子图像测速仪。结果表明，电场诱导了内部平流的增强，从而提高了蒸发速率。提出了一个缩放的分析模型，以了解内部电流体力学，电介质和电溶质效应的作用。稳定性图显示，平流是由几乎同样的液滴内的electrosolutal和dielectric效应。该模型能够说明所发挥的影响，由管理热和solutal Marangoni数，电普朗特和电施密特数，以及相关的电流体动力学数。该模型能较好地预测内环流的大小，验证了所提出的机理。
2019-02-19 physics.app-ph physics.flu-dyn
Irradiation-driven Evaporation of Micro Droplets in an Optical Trap
本研究通过光学悬浮水滴实验，发现强红外辐照下蒸发速率遵循$dR/dt \sim R$（D$^2$定律的逆形式），并在半径2-3微米时转为扩散驱动，为燃烧场景中液滴蒸发提供新见解。
2024-12-14 physics.flu-dyn physics.optics
Evaporation of sessile ethanol-water droplets on a highly inclined heated surface
实验研究了乙醇-水二元液滴在倾斜衬底上的蒸发过程，在临界滑动角以下，不同衬底温度下的蒸发过程。使用配备有CMOS相机和红外（IR）相机的定制测角仪。在蒸发过程中，液滴被观察到保持钉扎在前进侧，而后退侧收缩。倾斜基板上的液滴的前进和后退接触角的不对称性导致通过IR图像捕获的复杂的热溶质Marangoni对流。液滴在蒸发的早期阶段在前进的接触线周围表现出两个不同的振荡的富水冷区，而更易挥发和更轻的乙醇在后退侧附近产生更热和快速蒸发的单元。当乙醇蒸发掉时，富含乙醇的细胞崩溃，沿着斜面产生热脉动。随后，热模式变得类似于纯水滴的热模式。研究还发现，热溶质驱动的振荡对流随衬底温度的升高而增加。尽管在对流动力学的复杂性，蒸发速率表现出在归一化时间在不同的基板温度，可以表示为分段线性拟合在蒸发的早期和后期阶段的普遍行为。
2020-03-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A Sharp and Conservative VOF Method for Multicomponent Liquid--Gas Mass Transfer: Bubble Dissolution and Droplet Evaporation
School of Engineering Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学工程科学学院）；Institute of Applied Physics and Computational Mathematics（应用物理与计算数学研究所）；State Key Laboratory for Strength and Vibration of Mechanical Structures, School of Aerospace, Xi’an Jiaotong University（西安交通大学航空航天学院机械结构强度与振动国家重点实验室）
本文提出一种高分辨率守恒VOF-有限体积法，用于求解多组分液-气质量传递问题，经多类算例验证，该方法精度达二阶，可准确预测界面通量、保证质量能量守恒，还能捕捉复杂多组分效应。
2026-08-21 physics.flu-dyn
Evaporation of a sessile colloidal water-glycerol droplet: Marangoni ring formation
颗粒在悬浮液中的传输和聚集是许多物理化学和工业过程中的一个重要过程。在这项工作中，我们研究了蒸发的二元液滴中的粒子输运。令人惊讶的是，颗粒的积聚不仅发生在接触线（由于咖啡污渍效应）或固体基质（由于沉降）处，而且还发生在液体-空气界面附近的特定径向位置处，形成“环”，我们称之为马兰戈尼环。该环的形成主要归因于由水-甘油液滴的蒸发动力学触发的溶质Marangoni流。实验和模拟显示公平协议的体积演变和一般结构的溶质Marangoni流，即，Marangoni涡。实验表明，Marangoni环的位置与Marangoni涡有很强的相关性。然而，有限元数值模拟未能描述在实验中看到的颗粒分布。有趣的是，这些粒子不仅聚集形成马兰戈尼环，而且还聚集成靠近液-气界面的胶体晶体，产生彩虹色。在实验中形成的胶体晶体是强有力的证据，非流体动力学的相互作用，这是不代表在模拟中，也发挥了重要作用，在我们的系统。
2022-09-20 physics.flu-dyn
Analysis of an Evaporating Sessile Droplet on a Non-Wetted Surface
本文在扩散限制和准稳态蒸发的框架下研究了固着液滴在非润湿表面上的蒸发。本文推广了前人的模型，数值求解了大气中液体蒸气扩散的拉普拉斯方程。我们提出了一个统一的，简单的和准确的蒸发质量通量的表达式适用于90 ^o <θ <180 ^o，其中θ是平衡接触角。此外，利用导出的蒸发质量通量的表达式，我们提出了一个简单而准确的非润湿表面的蒸发质量速率的表达式，它不表现出奇异性θ = 180 ^o。最后，使用缩放分析，蒸发质量通量的表达式被用来估计的蒸发驱动的特征流速的方向和大小的液滴内的非润湿表面上。预测的流动方向被认为是与以前的测量一致。
2018-07-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Modeling and Simulation of the Evaporation and Drying of a Two Component Slurry Droplet
Worcester Polytechnic Institute（伍斯特理工学院）
本文提出了一种双组分悬浮液液滴蒸发干燥的数学模型，通过非均匀温度模型和移动网格方法，分析了干燥条件对最终粒子形态的影响，并开发了判断最终粒子状态的区域图。
2024-02-21 physics.flu-dyn
