Axial Creeping Flow in the Gap between a Rigid Cylinder and a Concentric Elastic Tube
本文研究了刚性圆柱与同心弹性管之间的环形间隙中的瞬态轴向蠕动流动。间隙最初填充有薄流体层。这项研究的重点是粘弹性的时间尺度,固体变形的速度是相同的数量级的流体的速度。采用弹性壳模型和润滑近似,得到了控制粘弹相互作用的强迫非线性扩散方程。在前进的液体前锋到一个配置与一个可忽略的膜层(与弹性管的径向变形相比)的情况下,控制方程退化成一个强迫多孔介质方程,其中几个封闭形式的解决方案。在初始膜层不可忽略的情况下,自相似性被用来设计压力驱动的液体前沿的传播规律。当前进的外力施加在管上,偶极子结构的形成被证明占主导地位的诱导流动和变形制度的初始阶段。这些是多孔介质方程偶极解的变体。最后,由于压力传播的速率随着液膜的高度而减小,我们表明可以创建并叠加孤立的移动变形模式以生成移动的波状变形场。所提出的粘性和弹性之间的相互作用可以应用到领域,如软机器人和微尺度或更大的游泳者,通过允许轴对称柔性边界的时间依赖性控制。
2015-09-02 physics.flu-dyn
Soft streaming -- flow rectification via elastic boundaries
粘性流动是利用微尺度惯性进行流动控制的有效机制。虽然流从刚性功能已被彻底调查,当身体顺应性涉及,如在生物设置,知之甚少。在这里,我们调查身体弹性的影响,在最小的情况下,一个浸没的软圆柱体的流。我们的研究揭示了一个额外的流动过程,即使在斯托克斯流。为先进形式的流动操纵铺平道路,我们说明了如何获得的见解可以转化为复杂的几何形状超越圆柱体。
2022-02-19 physics.flu-dyn
Thermal convection of viscoelastic fluids in concentric rotating cylinders: Elastic turbulence and kinetic energy budget analysis
本文通过数值模拟研究同心旋转圆柱中黏弹性流体的热对流,揭示魏森贝格数增大引发的弹性湍流转变,并通过动能收支分析阐明混合对流传热增强源于聚合物向流场的动能传递。
2023-09-20 physics.flu-dyn
The Response of an Elastic Splitter Plate Attached to a Cylinder to Laminar Pulsatile Flow
本文研究了层流脉动来流作用下圆柱尾部弹性分流板的流动诱导变形。圆柱体和弹性分流板包含在一个狭窄的通道内,雷诺数主要限制在Re = 100,主要覆盖二维流动状态。内部的流体-结构相互作用的代码进行模拟,耦合的流体动力学与有限元方法来处理结构动力学的尖锐界面浸没边界方法。结构求解器使用分区方法隐式(双向)与流求解器耦合。这种隐式耦合保证了低结构-流体密度比时的数值稳定性。随时间变化的板位移的功率谱分析表明,板振荡在一个以上的单一频率的脉动流入,相比稳定流入观察到的单一频率。对于前一种情况获得的多个频率可以通过施加的和板振荡信号之间的拍频来解释。在稳定流的情况下,板获得具有平台振幅的自持时间周期振荡,而脉动流入与诱导板振荡的叠加影响平台振幅。在特定模式下,板振荡与脉动流入的锁定发生在两倍于板固有频率的强制频率下,该模式取决于板长度。在锁定状态下,板位移和压阻均增大。量化了脉动流入导致的最大接骨板位移以及接骨板上的皮肤摩擦和压力阻力系数的百分比变化。简要讨论了平板的非线性动力学及其与脉动流的耦合。
2016-11-10 physics.flu-dyn
Compaction in a deformable porous cylinder with elastic boundaries
University of Nottingham(诺丁汉大学);University of Manchester(曼彻斯特大学)
本文建立弹性边界细长多孔介质的流体驱动压实模型,推导孔隙度的主导阶非线性扩散方程,揭示流态与弹性参数的关联,得到亚达西、超达西流等不同流态的区分及紧凑表达式。
2026-08-31 physics.flu-dyn
Levitation of a drop over a moving surface
我们研究了轻轻地沉积在旋转的空心圆柱体内壁上的液滴的悬浮。对于足够的壁速度,液滴稳定地悬浮在薄空气膜上,并到达圆柱体中的稳定角位置,其中阻力和升力平衡液滴的重量。干涉测量产生的三维(3D)的空气膜厚度的下降,并揭示了沿壁运动的方向的轮廓的不对称性。一个二维(2D)模型,解释了悬浮机制,捕获的空气膜形状的主要特点,并预测两个渐近制度的膜厚度$h_0$:对于大滴$h_0\sim\ca^{2/3}κ_b^{-1}$,如在Bretherton问题,其中$\ca$是毛细管数的基础上的空气粘度和$κ_b$是在底部的滴曲率。对于小液滴$h_0\sim\ca^{4/5}(aκ_b)^{4/5}κ_b^{-1}$,其中$a$为毛细管长度。
2013-06-07 physics.flu-dyn
Early turbulence in viscoelastic flow past a periodic cylinder array
本研究通过二维直接数值模拟发现,添加聚合物使流经周期性圆柱阵列的粘弹性流在极低雷诺数下发生早期转捩,揭示了由弹性力主导的混沌波动状态及阻力增强机制。
2024-10-15 physics.flu-dyn
Slow rotation of a spherical particle inside an elastic tube
在本文中,我们提出了一个分析计算的旋转迁移率函数的粒子旋转的中心线上的弹性圆柱管的膜表现出对剪切和弯曲的阻力。我们发现,修正的颗粒旋转流动性的圆柱轴仅取决于膜剪切性能,而剪切和弯曲表现自己的旋转流动性的轴垂直于圆柱轴。在消失频率的准稳态极限下,只有当膜对剪切具有非零阻力时,无滑移刚性柱附近的粒子转动迁移率才能恢复。我们进一步表明,对于沿圆柱径向轴的非对称旋转,剪切和弯曲之间的耦合存在。我们的分析预测进行了比较,并与相应的边界积分模拟得到一个非常好的协议进行验证。
2017-07-19 physics.bio-ph physics.flu-dyn
Bifurcation analysis of the behavior of partially wetting liquids on a rotating cylinder
我们讨论了部分润湿的液体在旋转圆柱体上的行为,使用的模型,考虑到重力,粘度,旋转,表面张力和润湿性的影响。这样的系统可以被认为是许多其他系统的原型,在这些系统中,空间不均匀性和在一阶或二阶相变附近的横向驱动力的相互作用导致复杂的行为。旋转圆柱体上的部分润湿液滴也会随着旋转速度的增加而经历脱钉过渡,而对于理想润湿液体,行为\bfuwe {仅定量地改变。我们分析了当旋转速度增加时,部分润湿液体的平衡接触角的几个值时发生的分叉。这使我们能够讨论整个分叉结构和它编码的流动行为如何随着润湿性的变化而变化。我们采用各种数值延拓技术,使我们能够跟踪稳定/不稳定的稳定和时间周期性的膜和液滴厚度分布。我们支持我们的研究结果,随时间变化的数值模拟和渐近分析的稳定和时间周期性的大旋转数。
2016-05-20 physics.flu-dyn
Flow rate-pressure drop relation for deformable channels via fluidic and elastic reciprocal theorems
通过由软材料制成的配置的粘性流在固液界面处施加压力和剪切应力,导致横截面的变形,这影响流速-压降关系。传统上,计算该流速-压降关系需要求解耦合流体流动和弹性形变的完整的弹性流体动力学问题。在这项工作中,我们使用的斯托克斯流和线性弹性的互等定理,推导出一个封闭形式的表达流量的压力降关系的变形通道,绕过了详细的计算的解决方案的流体-结构-相互作用的问题。对于小的变形(域扰动方案下),我们的理论提供了领先的顺序效果,流体应力和通道的顺应性之间的相互作用,对流量-压降关系。我们的方法只使用流体流动的解决方案和弹性形变由于流体应力分布在未变形的通道,消除了需要解决耦合的弹性流体动力学问题。与以前的理论研究,忽略了横向侧壁的存在下,并认为浅的几何形状有效的无限宽,我们的方法允许确定限制侧壁上的流速-压降关系的影响。对于流量控制的情况和板弯曲理论的弹性形变,我们显示了一个折衷的效果之间的变形顶壁的顺应性和阻力,由于侧壁上的压力降。虽然增加的顺应性降低了压降,侧壁的影响增加了它。我们的理论框架可以提供深入了解现有的实验数据,并铺平了道路,为设计新的优化软微流体配置的不同横截面形状。
2022-09-06 physics.flu-dyn
Viscoelastic flow of an Oldroyd-B fluid through a slowly varying contraction-expansion channel: pressure drop and elastic stress relaxation
本研究通过润滑理论分析Oldroyd-B流体在收缩-扩张通道中的流动,推导出弹性应力与压降的闭式解,发现高Deborah数下压降趋于平台,且收缩段松弛长度更短。
2025-10-08 physics.flu-dyn
Orientation dependent elastic stress concentration at tips of slender objects translating in viscoelastic fluids
在数值模拟中已经观察到在粘弹性流体中运动的细长物体尖端的弹性应力集中,但是尽管在许多生物功能中复杂流体中鞭毛运动的流行,尖端附近的应力积累的物理尚未被分析。在这里,我们从理论上研究弹性应力的发展细长物体的尖端计算的领先阶粘弹性修正的平衡粘性流绕长圆柱体,使用弱耦合限制。在此限制中的流体中的非线性被保留,使我们能够研究生物相关的参数制度的高韦森伯格数。我们计算拉伸率从粘性流圆柱体周围的预测时,大的弹性应力发展的提示,找到阈值大的应力发展取决于方向,并计算更大的应力积累的圆柱体的尖端附近的取向平行于垂直的运动。
2019-02-22 physics.bio-ph physics.flu-dyn
Elastic deformation due to tangential capillary forces
如果固体足够“软”,固着液滴可以使其所停留的基底变形。在本文中,我们使用基于密度泛函理论的模型计算了由液滴施加在固体基底上的毛细力的详细空间结构。我们表明,除了法向力,下降施加一个以前未考虑的切向力。对固体的合成效应是在接触线附近指向液滴内部的拉力,即不沿着界面。计算了固体的弹性形变,说明了切向力的重要性。
2011-09-08 physics.flu-dyn
Magnetoelastic effect in impact dynamics of nonNewtonian ferrofluid droplets
在这篇文章中,我们提出,借助详细的实验和标度分析,磁弹性效应的存在下,在超疏水(SH)表面的非牛顿铁磁流体液滴的冲击流体动力学在磁场的存在。研究了磁键数(Bom)、韦伯数(We)、聚合物浓度和磁性纳米颗粒(Fe3O4)浓度对磁流体性能的影响。与牛顿型铁磁流体液滴相比,对于固定的磁性纳米颗粒浓度和We,在较低的Bom下,聚合物的加入引起了液滴的回弹抑制。我们进一步观察到,对于固定的聚合物浓度和We,随着Bom的增加,增加的磁性纳米颗粒浓度也触发更早的反弹抑制。在没有磁性纳米颗粒的情况下,非牛顿液滴不显示出反弹抑制的范围内的Bom调查。同样地,牛顿型铁磁流体在大Bom下表现出回弹抑制。聚合物链和磁性纳米颗粒的弹性效应的这种有趣的相互作用,被称为磁弹性效应,被注意到导致反弹抑制。我们建立了一个标度关系,以显示的反弹抑制被观察到的表现发病的磁弹性不稳定性,只有当建议的磁性Weissenberg数(Wim)超过统一。我们还提出了一个相位图,以确定各种制度的影响铁流体动力学的这种液滴,和发生的磁弹性效应。
2020-11-18 physics.flu-dyn
Dewetting of a corner film wrapping a wall-mounted cylinder
本研究结合理论与数值方法,探讨了部分润湿圆柱与基底角落的液膜稳定性,发现液膜尺寸是控制稳定性的关键因素,并指出线性稳定性分析仅能预测卫星液滴数量的上限。
2023-10-09 physics.flu-dyn
Interfacial Dynamics of Thin Viscoelastic Films and Drops
我们提出了一个计算调查的粘弹性薄膜和滴在固体基底上的范德华相互作用力,在两个空间维度。控制方程是在纳维-斯托克斯方程的长波近似下得到的,并采用Jeffreys粘弹性模型。我们研究了粘弹性、牛顿粘度和基底滑移对粘弹性薄膜动力学的影响。我们还研究了粘弹性对在预润湿基底上扩散或后退的液滴的影响。对于去湿膜,数值计算结果表明,存在多个二级液滴的弹性值较高,与实验结果一致。对于液滴,我们发现,弹性效应导致偏离Cox-Voinov定律的部分润湿流体。一般来说,与牛顿效应相比,弹性效应增强了扩张,抑制了收缩。
2016-10-08 physics.flu-dyn
Experimental study of velocity statistics in wall-bounded turbulent emulsions
本研究通过折射率匹配在Taylor-Couette湍流中测量高体积分数乳化液速度,发现液滴会抑制大尺度湍流并增加速度间歇性,在边界层显著增加整体阻力,为分散液滴调节湍流多尺度特性提供了实验见解。
2025-04-05 physics.flu-dyn
Hydrodynamic mobility of a sphere moving on the centerline of an elastic tube
弹性通道是许多软物质系统的重要组成部分,其中流体动力学与限制膜的相互作用决定了颗粒在流动中的行为。在这项工作中,我们推导出解析表达式的格林函数相关的一个点力(Stokeslet)平行或垂直于轴的弹性圆柱形通道表现出抗剪切和弯曲。然后,我们计算的主导秩序的自我和对流动性函数的粒子在圆柱轴上,发现流动性主要是由膜剪切和弯曲不起重要作用。在准稳态极限的消失频率,粒子的自和对附近的无滑移硬柱迁移率恢复,只有当膜具有非零剪切刚度。我们进一步计算膜变形,发现变形通常在轴向(径向)方向上更明显,分别为沿(垂直)圆柱中心线的运动。我们的分析计算的弹性圆柱体中的格林函数可以作为一个基本的积木为未来的研究,并通过完全解决边界积分模拟得到了很好的协议进行验证。
2017-08-30 physics.bio-ph physics.chem-ph physics.flu-dyn
Elasticity affects the shock-induced aerobreakup of a polymeric droplet
该研究通过Boger流体实验,排除剪切稀化干扰,探究液体弹性对冲击诱导液滴气动破碎的影响,发现弹性仅在破碎后期起主导作用,会显著改变碎裂形态。
2024-03-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Droplet impact on elastic substrates: force scaling crossover
本文研究液滴撞击弹性基底时的最大冲击力标度律,发现其从惯性力标度交叉转变为赫兹冲击标度,并通过高速光弹性层析成像确定相似参数,为软质耐冲击材料设计提供理论依据。
2025-02-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Elastic wake instabilities in a creeping flow between two obstacles
它示出的通道流动的稀聚合物溶液之间的两个广泛间隔的圆柱体阻碍流动是一个重要的范例的无界流的情况下,其中的通道壁位于足够远离的圆柱体。在两个宽间距的圆柱体之间的蠕变粘弹性通道流的不稳定性的定量表征揭示了两个弹性驱动的过渡,这是与时间反演和镜像对称性的破坏:霍普夫和前向分叉描述的两个序参量$\mbox{v}_{rms}$和$\barω$,分别。我们建议,减少障碍物之间的归一化距离导致崩溃的两个分叉成余维2点,许多非平衡系统的情况一般。然而,惊人的和意想不到的结果是通过在粘弹性流动中保持流线曲率处增加涡长来发现涡量增长的机制,这与众所周知的通过聚合物添加剂抑制牛顿流动中的涡量形成鲜明对比。
2017-05-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Droplets capped with an elastic film can be round, elliptical, or nearly square
我们目前的实验表明,部分润湿液滴覆盖拉紧弹性膜是高度可调的。调节张力允许控制接触角和液滴形态。通过利用这些弹性边界,液滴可以被制成具有可调节的纵横比的椭圆形,并且甚至可以被转变成接近正方形的形状。该系统可用于创建可调谐液体透镜,而且,提出了一种独特的方法来液体图案化。
2018-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.flu-dyn
Molecular configurations in a droplet detachment process of a complex liquid
通过测量瞬时双折射,研究了弹性半稀聚电解质黄原胶溶液液滴脱离过程中聚合物的微观构象。在早期的研究中,我们观察到的有限时间奇异性的夹断过程和发生的弹性细丝的抑制。我们的显微镜测量显示,相对刚性的黄原胶分子在细丝出现的那一刻已经被显著地预拉伸到其最终延伸的约90%。在分离过程的后期阶段,我们发现的证据,由于拉伸流的浓度增强。
2006-11-09 physics.flu-dyn
Turning drops into bubbles: Elastic cavitation by diffusion
植物王国的一些成员可以利用蒸发,弹性和空化的巧妙组合来实现惊人的快速运动。在这个过程中,摩擦能转化为弹性能,并在空化事件中突然释放,产生动能。在这里,我们研究了这种不寻常的能量转换的模型系统:在弹性介质中的液滴缓慢收缩扩散,并最终转化为一个气泡的快速空化事件。实验揭示了腔动力学在极其不同的时间尺度的过程中,跨越9个数量级。我们模拟的初始收缩作为一个经典的扩散过程,而突然的气泡生长和振荡使用惯性(粘)弹模型,与实验非常吻合。这样的模型系统可以作为一个新的范例能动的合成材料。
2019-01-09 cond-mat.soft 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
Gradient-dynamics model for liquid drops on elastic substrates
本文提出一种可描述弹性基底上多液滴静态与动态润湿的约化长波梯度动力学模型,成功重现接触角双重转变、动态接触角依赖关系,并揭示粗化模式随基底柔软度的非平凡变化。
2021-07-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Balloon regime: Drop elasticity leads to complete rebound
研究高弹性黏弹性剪切稀化液滴撞击超疏水表面的气球形态,揭示液体刺入凸起间距形成韧带的机制,并说明粗糙度、润湿性、惯性、重力与弹性对完全回弹的作用。
2025-02-14 cond-mat.soft 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
Suppressed Leidenfrost phenomenon during impact of elastic fluid droplets
本文重点介绍了非牛顿(弹性)效应的液滴的影响现象的温度大大高于沸点,特别是在或以上的莱顿弗罗斯特制度的作用。雷登弗罗斯特点(LFP)被发现减少与增加的影响韦伯数(基于速度之前的影响)为固定的聚合物(聚丙烯酰胺,PAAM)的浓度。水滴在非常低的韦伯数(~22)下碎裂,而聚合物液滴在高得多的韦伯数(~155)下抵抗碎裂。我们还改变了聚合物浓度,并观察到直到1000 ppm,LFP与水相比更高。这意味着通过使用弹性流体可以延迟效果。我们已经证明了在回缩过程中弹性效应(表现为形成持久的细丝)在改善LFP中的可能作用。然而,对于1500 ppm,LFP低于水,但在初始冲击期间具有相似的停留时间。此外,我们还研究了韦伯数和粘弹性效应对405 ℃下回弹行为的影响。我们观察到,临界韦伯数,直到液滴抵抗破碎在405 ° C与聚合物浓度增加。此外,对于一个固定的韦伯数,液滴的反弹高度和悬停时间增加到500 ppm,然后下降。类似地,对于固定的聚合物浓度,如1000和1500 ppm,回弹高度显示出增加的趋势,达到一定的韦伯数,然后下降。反弹高度的这种非单调行为归因于在悬停阶段期间观察到的反弹动能向旋转能的转移。
2020-05-12 cond-mat.soft 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
Impacting spheres: from liquid drops to elastic beads
Max Planck Center Twente for Complex Fluid Dynamics(马普中心特温特复杂流体动力学)
研究通过粘弹性介质分析液滴与弹性珠的冲击力,揭示弹性数和Weissenberg数对冲击力的影响,统一液体和固体冲击过程,提供液到弹性过渡的通用框架。
2026-01-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Drops on soft solids: Free energy and double transition of contact angles
弹性基底上液滴的平衡形状是通过最小化弹性和毛细自由能来确定的,重点是厚的不可压缩基底。这个问题是由三个长度尺度:液滴的大小$R$,分子大小$a$,表面张力与弹性模量之比$γ/E$。我们表明,接触角经历两个转变时,改变基板从刚性到软。当$γ/Ea \gg 1$时,微观润湿角偏离杨氏定律,而表观宏观润湿角仅在非常软的极限$γ/ER \gg 1$内变化。在假定固体表面能为常数的简化情况下,计算了弹性形变。在较软的基材上,总自由能较低,与最近的实验一致。
2014-03-14 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
Drops on architected elastic substrates: A repertoire of regimes at the turn of a knob
本研究利用可变形弹性基底的多模态响应,以激发频率为调节参数,实现液滴运动状态的切换与空间模式选择,克服了刚性基底无法实现空间变异性的局限。
2025-03-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Instability of the origami of a ferrofluid drop in a magnetic field
毛细管折纸是由于毛细管力和弹性力之间的相互作用而由平面弹性膜包裹通常的流体滴。在这里,我们使用一滴磁性流体,其形状已知强烈依赖于所施加的磁场。我们研究了这种磁性毛细管折纸的准静态和动力学行为。我们报告的观察翻转不稳定的折纸经历在一个临界磁场。这种不稳定性是由磁能和引力能之间的相互作用触发的,与这里提出的理论一致。弹性和毛细作用对这种不稳定性的额外影响也进行了讨论。
2011-10-26 physics.class-ph physics.flu-dyn
Aerodynamic bag breakup of a polymeric droplet
本文实验研究聚合物液滴在袋式破碎 regime 下的空气动力破碎,揭示弹性对后期碎裂的抑制作用,并提出阶段划分与碎裂判据。
2023-09-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Fluid rings and droplet arrays via rim streaming
当从液滴尖端拉出的细线崩解时,尖端流产生微米和亚微米尺寸的液滴。在这里,我们报告流从赤道的一滴放在一个统一的电场。这种不稳定性会产生环绕液滴的同心流体环,这些流体环在赤道平面上破裂形成微滴阵列。我们表明,流的结果从界面的不稳定性在停滞线的电流体动力学流,这将创建一个尖锐的边缘。流动从边缘吸引一层薄薄的薄片,使流体圆柱体不稳定并脱落。这种流动现象为制备单分散微乳液提供了一条新的途径。
2016-12-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Onset of rebound suppression in non Newtonian droplets post impact on superhydrophobic surfaces
液滴在超疏水表面上的沉积由于其在减少农药使用方面的潜在应用而成为近年来的一个重要研究领域。已知向水中添加微量的长链聚合物可以阻止超疏水表面上的液滴反弹效应。以往的研究认为,由于聚合物链的拉伸,拉伸粘度、弹性应力的优势或收缩阶段接触线的减慢等原因是不同的。本研究试图解开存在的关键标准的聚合物浓度和冲击速度对抑制液滴反弹。冲击速度将间接影响回缩阶段的剪切速率,聚合物浓度决定弹性流体的松弛时间尺度。最后,我们表明,Weissenberg数(在发病的收缩),它量化的弹性效应的聚合物链和流体力学,是在确定的制度的反弹抑制发病的关键参数,并存在一个临界值,它决定了发病的反弹逮捕。前面三个原因,这是在非牛顿流体中的弹性效应的表现,可以与建议的Weissenberg数准则。
2019-06-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Static wetting on deformable substrates, from liquids to soft solids
杨氏定律在接触线附近有大量变形的软固体和液体基底上失效。在液体基板上,这是由诺依曼的经典分析,它提供了一个几何结构的界面自由能最小化捕获。在软固体上,总自由能包括弹性的附加贡献。一个线弹性模型,结合了平面外的回复力,由于固体表面张力最近被证明是准确地预测的平衡形状的薄弹性膜,由于一个大的固着液滴。在这里,我们扩展这个模型,以找到基板变形由于任意大小的液滴。虽然宏观接触角与大液滴的杨氏定律相匹配,但它与小液滴的诺依曼预测相匹配。通过固体的表面张力和弹性模量的比率粗略地给出交叉液滴尺寸。在该交叉处,宏观接触角增加,表明基材实际上润湿性较低。对于所有尺寸的液滴,接触线附近的微观行为遵循诺依曼结构,给出局部力平衡。
2012-09-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Behaviour of flexible superhydrophobic striped surfaces during (electro-)wetting of a sessile drop
我们在这里研究的微观变形的弹性薄板构成的超疏水基板在不同的润湿条件下的固着液滴使用电润湿。使用共焦显微镜的变形轮廓的薄片进行实验评估。这些实验结果,然后解释使用变分原理形式主义的框架内的线性弹性。我们发现,局部变形的薄片主要是由净水平分量的毛细作用力作用在其顶部由于钉扎液滴接触线控制。我们还讨论了电润湿的间接作用,在支配的弹性层的变形特性。一个重要的结论是,小挠度假设,这是经常使用的文献中,未能提供一个定量的描述的实验结果,一个完整的解决方案的非线性控制方程是必要的,以描述实验获得的偏转轮廓。
2019-08-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Stability of liquid film coating a horizontal cylinder: interplay of capillary and gravity forces
École Polytechnique Fédérale de Lausanne(洛桑联邦理工学院)
研究水平圆柱体外液膜排水的稳定性,发现毛细力与重力作用的临界Bond数决定液膜破裂,毛细力主导小Bond数下的不稳定性,形成珍珠,而大Bond数下重力主导形成下部调制。
2023-05-15 math-ph math.MP 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
Supressed splashing on elastic membranes
通过调节固体的弹性,可以显著地改变液滴冲击固体表面的动力学特性。最突出的是,与撞击到完全刚性的表面上相比,基底变形导致飞溅阈值的增加,并且因此可以导致飞溅抑制。在这里,我们通过实验确定的飞溅阈值的薄膜上的张力和它的弹性性能的函数的影响。液滴动力学相关的膜变形,这是同时使用激光轮廓测量技术测量。实验结果使我们能够适应目前的飞溅模型,定量显示基板变形如何改变飞溅阈值。
2017-11-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Investigations into the complete spreading dynamics of a viscoelastic drop on a spherical substrate
研究了在毛细驱动条件下球形弹性非牛顿液滴在球形基底上的铺展动力学。我们使用简化的Phan Thien Tanner模型来表示弹性非牛顿液滴的流变学。我们把液滴看作是平面上的一个弹坑来计算接触线附近的粘性耗散。遵循与毛细力-粘性力平衡相容的方法,建立了描述铺展过程中接触线时间演化的演化方程。我们表明,从理论计算得到的接触线速度与我们的实验观察相匹配。此外,正如目前的实验观察所证实的,我们的分析认为有效地捕捉到的现象,在后期阶段的蔓延,其中线张力的影响成为主导。流体的粘弹性参数的增量增加了接触线处的粘性耗散效应。可以看出,较高的耗散效应导致液滴在球形基底上的润湿时间的增强。此外,我们已经表明,流体的弹性性质导致在任何时刻的动态接触角的增量相比,其牛顿对应。最后,我们揭示了接触角增加的现象导致液滴完全润湿所需的时间随着流体粘弹性的增加而增加。本文将填补一个空白,仍然影响现有的文献,由于不可用的实验研究的弹性非牛顿液滴在球形基板上的蔓延。
2021-02-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn