A Parametric Study of the Coalescence of Liquid Drops in a Viscous Gas
在常规模型的框架内，考虑了被粘性气体包围的两个液滴的聚结。这个问题的数值解决，特别注意解决的过程中，最近才成为实验和计算访问的非常初始的阶段。对实际感兴趣的参数空间的系统研究允许识别系统中的控制参数的影响和确定粘性气体的作用。特别是，它示出的气体的粘度抑制形成的环形气泡预测在某些情况下，由早期的计算，其中气体的动力学被忽略。集中计算的初始阶段的合并，并考虑大的参数空间，使我们能够检查的准确性和适用性的限制，提出了不同的“制度”的各种“标度法”，并在这样做，在最近的工作中，揭示某些不一致。实验数据的比较表明，传统的模型是能够重现许多定性特征的初始阶段的合并，如崩溃的计算到一个“主曲线”，但在定量上，overpredicts观察到的合并速度，并没有自由参数，以提高拟合。最后，参数空间的相图，不同于以前发表的，是用来说明的关键发现。
2014-06-23 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
The Coalescence of Liquid Drops in a Viscous Fluid: Interface Formation Model
界面形成模型被施加到描述的初始阶段的两个液滴的聚结中存在的粘性周围流体的动力学是完全占。我们的重点是理解（a）如何这个模型的预测不同于那些传统上使用的，（b）有什么影响的环境流体的聚结液滴的形状的演变和（c）的耦合的内在动力学的聚结和环境流体。界面形成模型在应用于聚结现象时的关键特征是，它消除了传统模型在聚结开始时固有的奇异性，并将聚结体积之间的自由表面部分描述为“被困”的部分，因为它们相互挤压，作为迅速消失的“内部界面”。考虑到最简单的可能制定这个模型，我们发现实验验证的差异与传统模型的预测显示，特别是，液滴大小的聚结过程中的效果。根据新的模型，对于小滴的非单调的时间依赖性的桥梁扩张速度是一个功能，可以在进一步的实验研究中寻找。最后，这两个模型的结果进行比较，最近可用的实验数据的演变的液体桥连接的聚结液滴，和界面形成模型被认为是给一个更好的协议与数据。
2014-06-23 physics.flu-dyn
Elasto-viscous regime in coalescence of viscoelastic droplets
Department of Mechanical Engineering, IISc Bangalore（印度科学学院机械工程系）；Department of Mechanical Engineering, IIT Indore（印度理工学院印多尔机械工程系）
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
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
Self-Similar Liquid Lens Coalescence
液滴的基本特征是它们可以在接触时合并以形成更大的液滴。尽管它的重要性，各种应用，液滴聚结预润湿的基板上得到很少的关注。在这里，我们从实验和理论上揭示了低粘度液体的厚层上的液滴聚结的动力学。结果表明，这些所谓的“液体透镜”合并的自相似垂直增长的桥梁连接两个透镜。使用细长的分析，我们推导出相应的粘性和惯性限制的相似性解决方案。发现与实验没有任何可调参数，捕获的空间和时间结构的流动聚结过程中的良好协议。最后，我们认为这两个政权之间的交叉，并表明，不同的镜头粘度的所有数据崩溃在一个单一的曲线捕获的整个范围内的聚结动力学。
2020-03-09 physics.flu-dyn
Viscous to Inertial Crossover in Liquid Drop Coalescence
使用电气方法和高速成像，我们探测下降到10纳秒后，液滴接触的聚结。通过改变液体粘度超过二十年，我们得出结论，在足够低的接近速度，变形是不存在的，液滴聚结与一个意外晚的交叉时间之间的制度占主导地位的粘性和一个占主导地位的惯性效应。我们认为，后期的交叉，不占理论，可以解释由一个适当的选择存在于流动的几何形状的长度尺度。
2011-03-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Simulations of inertial liquid-lens coalescence with the pseudopotential lattice Boltzmann method
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）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）
本文采用伪势格子玻尔兹曼方法，研究了不同接触角下低粘性液体液滴合并的动力学，揭示了桥体高度与半径增长的非线性到线性转变特性。
2025-12-29 cond-mat.soft 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
Unveiling the Spatiotemporal Evolution of Liquid-Lens Coalescence: Self-Similarity, Vortex Quadrupoles, and Turbulence in a Three-Phase Fluid System
本文通过三相Cahn-Hilliard-Navier-Stokes系统模拟液透镜聚并，揭示粘性区与惯性区的自相似增长、涡旋四极子及湍流特征，并给出不对称透镜合并的幂律指数。
2023-10-17 physics.flu-dyn
Approach and Coalescence of Liquid Drops in Air
当液滴在真空或空气中缓慢地聚集在一起时，液滴的聚结通常被认为只有两种状态：对应于斯托克斯流动极限的粘性状态和稍后的惯性主导状态。最近的工作[Proc. Natl. Acad. Sci. 109，6857（2012）]发现，在聚结的早期时刻不能达到斯托克斯流动极限，因为那时液滴的惯性不能被忽略。相反，液滴被描述为“惯性限制粘性”状态，其中表面张力、惯性和粘性力都平衡。动力学继续在这个制度，直到粘度或惯性占主导地位的自己。我使用超快的电气方法和高速成像，以提供一个详细的描述，在低速接近和未变形的球体聚结液滴接触的时刻附近的聚结。这些测量结果支持有三个制度的聚结的描述。在接触之前和之后的签名识别由环境气体引起的液滴变形的阈值接近速度。
2014-01-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Viscous to inertial coalescence of liquid lenses: a lattice Boltzmann investigation
本研究采用颜色梯度晶格玻尔兹曼方法开展大规模并行模拟，突破了液体透镜聚结数值模拟的参数范围局限，明确了二维与三维下黏性、惯性区域连接桥的增长标度律，与理论相似解吻合良好。
2023-06-14 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
To jump or not to jump: Adhesion and viscous dissipation dictate the detachment of coalescing wall-attached bubbles
University of Twente（特温特大学）；Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organisation（马克斯·普朗克动力学与自组织研究所）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
本研究结合高速成像实验与直接数值模拟，揭示壁面附着气泡聚并脱离由表面能、粘附力与粘性耗散平衡决定，确定低有效Ohnesorge数下的临界粘附能阈值，并构建可预测聚并结果的全局能量平衡模型。
2025-10-29 physics.chem-ph physics.flu-dyn
Symmetric and Asymmetric Coalescence of Drops on a Substrate
对粘性液滴在基底上的聚并进行了实验和理论研究。我们考虑的情况下，液滴可以有不同的接触角，导致一个非常不对称的聚结过程。侧视实验揭示了连接液滴的“桥”具有自相似动力学，为研究固着液滴的聚并提供了新的视角。我们表明，桥梁的通用形状是准确描述的一维润滑方程的相似解。我们的理论预测了一个随时间线性增长的桥，并强调了对接触角的强烈依赖性。在没有任何可调参数的情况下，我们发现与所有实验观察定量一致。
2012-07-11 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
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
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
Viscoplastic sessile drop coalescence
实验研究了两个屈服应力液滴之间形成的液桥的演化过程。我们发现，桥的高度演变类似于一个粘性牛顿流体，$h_0\sim t$，在很长一段时间之前，最大限度地减少其液/气界面能逮捕。我们数值求解的最终逮捕的轮廓形状，并发现它取决于流体的屈服应力$τ_y$和聚结角$α$，由宾汉数$τ_y h_{drop} / σ$修改的液滴的高度-宽度的纵横比表示。我们提出了一个缩放参数的桥梁的时间演变使用的长度尺度发现从逮捕的形状分析，以及来自桥梁的演变的相似性解决方案。
2022-03-29 physics.flu-dyn
Coalescence of Liquid Drops
当两个半径为$R$的液滴接触时，表面张力驱动初始奇异运动，将它们结合成具有较小表面积的较大液滴。这种运动在早期总是粘性控制的。我们专注于早期的行为半径$\rmn$的两个滴之间的小桥。流动是由高度弯曲弯月面的长度$2π\rmn$和宽度$Δ\ll\rmn$周围的桥梁，从我们得出的结论，领先的顺序问题是渐近等价的二维对应。无粘性环境情况下的精确二维解[Hopper，J. Fluid Mech. ${\bf 213}$，349（1990）]表明$Δ\propto \rmn^3$和$\rmn \sim (tγ/πη)\ln [tγ/(ηR)]$ ;因此在三维中也是如此。与外部粘性流体的聚结的情况下，也进行了详细的分析和数值研究。一个显着不同的结构中，发现外部流体形成一个环形气泡的半径$Δ\propto \rmn^{3/2}$在弯月面和$\rmn \sim (tγ/4πη) \ln [tγ/(ηR)]$。这种基本差异是由于外部流体粘度的存在，无论多么小。对于由$R$缩放的长度，$\rmn(t)\ll1$的渐近流的完整描述涉及阶为$\rmn^2, \rmn^{3/2}$、\rmn $, 1 and probably $ \rmn^{7/4} $的长度尺度的匹配。
1999-03-10 physics.flu-dyn
Self-Propelled Detachment upon Coalescence of Surface Bubbles
从基底上去除微气泡对于液体中许多催化和电化学气体析出反应的效率至关重要。本文研究了过氧化氢催化分解过程中气泡的聚结和分离。观察到由两个气泡合并引起的自推进分离的尺寸比由浮力确定的尺寸小得多。在聚结时，释放的表面能被气泡振荡部分地耗散，从而抵抗粘性阻力。剩余的能量被转换为合并气泡的面外跳跃运动的动能。从能量平衡的观点出发，从理论上推导出了发生跳跃的临界母泡尺寸比，并与实验结果相一致。目前的研究结果提供了气泡相互作用的物理见解和在化学工程和可再生能源技术，如电解应用的实用策略。
2021-12-02 physics.flu-dyn
Viscous dynamics of drops and bubbles in Hele-Shaw cells: drainage, drag friction, coalescence, and bursting
在这篇综述文章中，我们讨论了最近的研究，在海勒-肖细胞的液滴和气泡，侧重于如何标度律表现出从三维对应的交叉，并专注于其中粘度起着重要作用的主题。随着分析理论和高速成像技术的发展，液滴和气泡的动力学已经在标度参数的帮助下得到了积极的研究。然而，与三维问题相比，Hele-Shaw胞腔中相应问题的研究还很有限。这篇评论表明，在Hele-Shaw细胞的禁闭效果引入了新的物理允许不同的缩放制度出现。为了这个目的，我们讨论了各种例子，是潜在的重要的工业应用程序处理液滴和气泡在有限的空间，实验和缩放理论之间的协议。因此，这篇评论提供了一个收集的问题，在流体力学，可能是解析解决或可能是值得研究的数值在不久的将来。
2017-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universality in coalescence of polymeric fluid drops
液滴的聚结涉及毛细力、粘性力和惯性力之间的相互作用。在这里，我们揭示了一个普遍的时间演化的颈部半径在两个聚合物滴的合并。通过高速成像，我们证明了聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯醇（PVA）、聚环氧乙烷（PEO）、聚乙二醇（PEG）和黄原胶（XG）的液滴在稀释、半稀释和非稀释浓度范围内描绘了$R/\sqrt(ν_0λ) \sim (t/λ)^{0.36}(C/C^{*})^{-0.83}$的普遍行为。一个线性的Escherich-Thein-Tanner粘弹性模型捕捉到了普遍性的时间方面。
2019-10-13 cond-mat.soft 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
The inexorable resistance of inertia determines the initial regime of drop coalescence
液滴聚结是工业、工程和科学领域中涉及液滴分散的各种过程的核心。在聚结过程中，两个液滴首先接触，然后随着连接它们的液体颈从最初的微观尺度增长到与液滴直径相当的尺寸而合并。界面的曲率在液滴第一次接触的点处是无限大的，并且随着两个液滴合并而发生的流动与动力学中的这个奇点密切耦合。传统上，这个过程被认为只有两个动力学制度：粘性和惯性制度之间的交叉区域。我们使用实验和模拟来揭示第三种状态，即描述所有液滴粘度的聚结初始动力学的状态，已经被错过了。基于力平衡的论点允许构建新的聚结相图。
2012-04-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Interfacial dripping faucet: generating monodisperse liquid lenses
本文提出界面滴漏现象，通过粘性液体沿不混溶弯月面滑下并周期性断离产生单分散液体透镜，类比单相滴漏并用铺展系数替代表面张力，为界面乳液动力学研究开辟前景。
2024-12-17 cond-mat.soft 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
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
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
Coalescence of Leidenfrost drops: Numerical simulations using the dynamic van der Waals theory
莱顿弗罗斯特效应描述了液滴在重力作用下漂浮在蒸汽垫上，这是由于下面的热基底引起的蒸发而在液-汽界面处产生的。实验观察到，当两个或更多个莱顿弗罗斯特液滴彼此接近时，存在可以防止聚结的短程排斥。在目前的工作中，我们调查的合并过程中，最初的动量小莱顿弗罗斯特滴。这是通过使用最近开发的动态范德瓦尔斯理论，其中的两相流体动力学与液体-蒸汽过渡耦合的液体和蒸汽的二维系统进行数值模拟。据证实，莱顿弗罗斯特下降经历了一个非常强大的短程排斥，由于在两个下降下的公共空间中的蒸汽的积累。该阻力以类似于来自单滴下的蒸气层的压力源力的方式缩放，与直觉一致，在模拟结果中看到良好的一致性。因此，存在阈值液滴尺寸，以便所施加的水平加速度克服排斥力，而预测只有非常小的液滴会经历显著的粘性效应。
2017-02-10 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
Coalescence of viscoelastic drops on a solid substrate
本研究探讨了固体基底上聚合物溶液液滴的聚结，发现液桥尺寸与时间呈幂律关系，其指数受弹性毛细数Ec影响，且聚结过程由毛细作用与粘弹性的平衡控制。
2024-12-16 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
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
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
Dynamics of Free Surface Perturbations Along an Annular Viscous Film
众所周知，轴对称的粘性薄膜沿薄的垂直纤维的外侧向下流动，对于界面扰动变得不稳定。我们提出了一个实验研究，使用不同的密度，表面张力和粘度的流体，调查这些界面扰动的增长和动力学，并测试由以前的作者所作的假设。我们发现初始扰动增长是指数增长，随后是一个较慢的阶段，振幅和波长的大小饱和。在低和中等雷诺数进行的实验的扰动增长的测量进行比较，从线性稳定性理论的理论预测。在来自长波斯托克斯流模型（Craster & Matar，J.Fluid Mech.553，85（2006））的预测与数据之间发现了极好的一致性，而在来自中等雷诺数模型（Sisoev等人，化学工程科学61，7279（2006））和数据。此外，我们发现，一个已知的过渡在较长时间的扰动动力学从不稳定到稳定的行为在一个临界流速，Qc，是相关的过渡的速率，在该速率下自然形成沿纤维的扰动。对于Q < Qc（稳态情况），扰动形成率是常数。结果，沿着光纤形成扰动的位置几乎是固定的，并且当它们沿着光纤向下行进2 m时，连续扰动之间的间距保持恒定。对于Q > Qc（非定常情况），扰动形成的速率被调制.结果，沿着光纤的扰动形成的位置不规则地振荡，并且扰动之间的初始速度和间距变化，导致相邻扰动进一步沿着光纤合并。
2007-07-13 physics.flu-dyn
Spreading, pinching, and coalescence: the Ohnesorge units
了解液滴的扩散、收缩和聚结的运动学和动力学对于涉及喷涂、印刷、涂布、点胶、乳化和雾化的各种应用至关重要。因此，实验研究可视化和表征随着时间的推移，在基板上蔓延的液滴，或聚结液滴之间的液体桥，或在液滴形成过程中的收缩颈部的半径减小的大小增加。即使对于牛顿流体，惯性，粘性和毛细应力的相互作用也可以导致许多标度律，其中有三种限制性自相似情况：粘性-惯性（VI），粘性-毛细（VC）和惯性-毛细（IC）。虽然实验作为量纲分析方法的例子，但缺乏精确的值或估计的前因子，转换和标度指数的定量分析和材料表征的困难。在本教程回顾中，我们重新分析和总结了一套精心制作的具有里程碑意义的出版实验研究范围广泛的牛顿流体。我们表明，超越VI，VC和IC单位有利于固有的时间尺度和长度尺度决定的所有三种材料的性能（粘度，表面张力和密度），创建一个互补的系统，我们称之为Ohnesorge单位。我们发现，尽管在拓扑特征，时间尺度和材料性质的差异很大，扩散，捏和合并下降的Ohnesorge单位的分析结果在一个显着的崩溃的实验数据集，突出显示在这样的流的共享和普遍的功能。
2022-04-04 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
The transition to aeration in two-phase mixing in stirred vessels
我们考虑在一个开放的圆柱形容器内，通过倾斜叶片涡轮机的旋转来混合粘性流体，空气作为上面较轻的流体。为了研究流动和界面动力学，我们利用了一个高度并行化的实现的混合前端跟踪/水平集方法，采用域分解并行化策略。我们的数值技术的目的是忠实地捕捉复杂的界面变形，拓扑结构的变化，包括界面破裂和分散相聚结。如通过瞬态三维直接数值模拟所示，叶轮诱导形成了许多理想化旋转流中出现的主涡流以及类似于开尔文-亥姆霍兹（Kelvin-Helmholtz）、涡流破裂、叶片尖端涡流和端壁拐角涡流的几种次级涡流结构。随着旋转速率的增加，当界面到达旋转叶片时，观察到过渡到“曝气”，导致气泡夹带到粘性流体中，并产生气泡状的旋转自由表面流。曝气过渡的机制进行了探讨，是导致它的路线，这是表现出很强的依赖于流动的历史。
2022-11-16 physics.flu-dyn
Investigation of coalescence and pinch-off processes of a self-rewetting drop interacting with a liquid layer
本研究采用轴对称相场格子玻尔兹曼方法，模拟非均匀加热下自润湿液滴与液层相互作用，发现自润湿流体比普通流体更早发生颈缩断裂，且增大M2或Q可缩短断裂时间并扩大断裂区域。
2025-05-23 physics.comp-ph physics.flu-dyn
When does an impacting drop stop bouncing?
非润湿基底允许撞击液滴扩散、反冲和起飞，前提是它们不太重（Biance等人，2006年）或太粘（Jha等人，2020年）。在这篇文章中，使用直接的数值模拟与流体体积法，我们调查如何粘性应力和重力合谋对毛细作用，以抑制液滴反弹。接近弹跳到非弹跳的过渡，我们证明了初始的铺展阶段可以与后来的缩回和起飞分离，从而可以将回弹理解为将铺展液体的表面能转换为动能的过程。与聚结诱导跳跃相类比，我们提出了一个从跳跃到非跳跃状态转变的判据，即通过条件$Oh_c + Bo_c \sim 1$，其中$Oh_c$和$Bo_c$分别是转变时的Ohnesorge数和Bond数。该判据与数值结果吻合得很好。我们还阐明了弹跳抑制的机制，在沉重的和粘性的下降限制制度，通过计算的能量预算，并将它们与下降的形状和内部流动。
2022-11-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Engulfment of a drop on solids coated by thin and thick fluid films
当水滴与不混溶油膜接触时，表现出复杂的界面动力学。在接触时，油扩散到液滴的液体-空气界面上，首先形成驱动明显的液滴扩散运动的曲率，然后完全吞没液滴。我们研究这种流动使用3相格子玻尔兹曼模拟的基础上保守相场模型和实验。惯性和粘性有限的动力学进行了探讨，使用Ohnesorge数$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
Lifting a sessile oil drop from a superamphiphobic surface with an impacting one
碰撞水滴在日常技术和自然过程中广泛存在，从内燃机和商品喷雾到雨滴和云的形成。碰撞的结果取决于许多因素，包括碰撞速度和正面对齐的程度，以及表面张力等内在属性。然而，对低表面张力油滴在低润湿表面上的二元冲击动力学知之甚少。我们的实验和数值研究的动力学的油滴影响一个相同的座滴坐在一个超双疏表面。我们观察到五种反弹情景，其中四种不涉及合并。我们描述了两个以前未探索的情况下，固着油滴升空，从一个下降的下降的影响事件。模拟定量再现所有反弹的情况下，使量化的速度分布，能量传递，和粘性耗散。我们的研究结果说明了如何改变相对偏移量和冲击速度的结果在可控的反弹动力学低表面张力滴碰撞超双疏表面。
2021-01-19 physics.flu-dyn
Linear stability of a rotating liquid column revisited
本文重新审视刚性旋转液柱的线性稳定性，发现无粘与粘性判据差异源于We-k平面中无限层次的无粘稳定岛结构，其由逆行模式与科里奥利模式的级联合并产生。
2021-07-14 astro-ph.GA physics.flu-dyn
Contactless Transport and Mixing of Liquids on Self-Sustained Sublimating Coatings
液体和胶体悬浮液与表面相互作用时的受控处理，针对广泛的相关功能，在科学，技术和自然界中非常重要。当需要在微流体装置中处理小体积的液体时，固液界面上的污染和由于在输送通道上的粘附而导致的液体损失是两个非常常见的问题，其可以显著改变过程结果，例如化学反应效率或悬浮液的纯度和最终浓度。因此，毫不奇怪，已经开发了悬浮和包括非润湿表面的最小接触运输方法，以最大限度地减少液体和表面之间的相互作用。在这里，我们展示了非接触式表面悬浮和液滴的运输，实现了利用和维持自然升华的固体二氧化碳涂层基板，以产生一个连续的支持蒸汽层。实验和理论上研究了这种技术在处理极端表面张力和运动粘度值的液体中的能力和局限性。该升华涂层能够排斥许多粘性和低表面张力的液体，胶体悬浮液，以及非牛顿流体，以及显示出突出的全憎性能。最后，我们展示了升华如何可以用于液体运输，混合和滴聚结，与升华层涂覆在下面的基板与预制通道，赋予omnphobicity与一个简单的物理方法，而不是化学的。
2017-04-03 physics.flu-dyn
Universal mechanism for air entrainment during liquid impact
当一个毫米大小的液滴接近一个深的液体池，液滴和池的界面变形之前，液滴接触池。在聚结之前空气压力的积累是造成这种变形的原因。由于这种变形，在冲击期间，空气可以被夹带在液滴的底部。我们量化的夹带空气的数量数值，使用边界积分法（BIM）的潜在流量的下降和池，再加上粘性润滑理论的空气膜，在冲击过程中被挤出。我们将我们的结果与各种实验数据进行比较，并发现在冲击过程中被困在水池中的空气量非常一致。其次，对刚性球体撞击水池进行了数值研究，在这种情况下捕获的空气也与现有的实验数据相匹配。在液滴和球体撞击池的两种情况下，气泡体积V_b的数值计算结果都符合理论标度V_b/ V_{drop/sphere} ~ St^{-4/3}，其中St为Stokes数。这与先前研究中发现的液滴撞击固体表面的比例相同。这意味着一个通用的机制，为这些不同的影响情况下，这已经在最近的实验工作中提出的空气卷吸，但现在进一步阐明与数值结果。
2015-02-10 physics.flu-dyn
Contact angle hysteresis and oil film lubrication in electrowetting with two immiscible liquids
水滴在环境油中的电润湿（EW）已经发现了广泛的应用，包括芯片实验室设备、显示屏和变焦透镜。所有这些应用的功效取决于接触角滞后（CAH），由于润滑层薄，在环境油存在下，CAH通常会降低。虽然众所周知，AC电压降低环境空气中EW的有效接触角滞后（CAH），但我们在此证明环境油中EW的CAH随着AC和DC电压的增加而增加。考虑到氟聚合物-油-水系统的分离压力、短程化学相互作用、粘性油夹带和静电应力，我们发现这种观察可以通过随着电压的增加而在液滴下面的油层逐渐变薄来解释。这使液滴暴露于下面的固体的粗糙度，从而增加滞后。
2018-04-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Three-dimensional dynamics of a pair of deformable bubbles rising initially in line. Part 1: Moderately inertial regimes
借助高分辨率模拟来研究静止液体中两个相同气泡在浮力驱动下的直线运动，重点关注中等惯性状态，其中孤立气泡的路径是垂直的。假设第一个轴对称的演变，平衡配置的气泡对被确定为函数的浮力，粘性和浮力，毛细力比，定义的Galilei（$Ga$）和债券（$Bo$）数的系统，分别。三维解表明，这种轴对称平衡实际上永远不会达到。相反，如果$Bo$低于决定聚结开始的临界$Ga$依赖性阈值，则观察到两种明显不同的演变。在探索的$(Ga,\,Bo)$范围的低端，串联遵循牵引-亲吻-翻滚的场景，最终产生平面并排运动。对于较大的$Ga$，尾随气泡横向漂移，并脱离领先气泡的尾流，几乎不改变后者的路径。在该第二种情况下，后期配置的特征在于串联相对于垂直方向的显著倾斜，范围从$30^\circ$到$40^\circ$。气泡变形对系统的演化有重要影响。它控制着尾流中的旋涡效应的大小，从而控制着作用在尾流气泡上的吸引力的强度。它还控制着作用在这个气泡上的横向力的强度甚至符号，当串联以小的角度偏差释放时，这是一种特别重要的机制。
2021-03-31 physics.flu-dyn
