Evidence of thin-film precursors formation in hydrokinetic and atomistic simulations of nano-channel capillary filling
我们提出了流体动力学格子玻尔兹曼和分子动力学模拟的毛细管填充的高润湿性的流体在纳米通道，这提供了明确的证据，形成的薄前体膜，移动的主要毛细管前。前体膜的动力学被发现服从卢卡斯-沃什伯恩定律作为主要的毛细管前沿，z2（t）与t成比例，虽然有一个较大的前因子，我们发现在检查下的两个几何形状采取相同的值。流体动力学和分子动力学方法都表明前体膜厚度为毛细管直径的十分之一。流体动力学和原子方法之间的定量协议表明，薄前体的形成和传播可以在介观/流体动力学水平处理，从而打开使用流体动力学方法的时空尺度和复杂的几何形状的直接实验相关性的可能性。
2008-06-20 physics.flu-dyn
Modelling capillary filling dynamics using lattice Boltzmann simulations
我们调查的动态毛细填充使用两个格子玻尔兹曼计划：液气模型和二元模型。将模拟结果与著名的Washburn定律进行比较，该定律预测毛细管的填充长度随时间的变化为$l \propto t^{1/2}$。我们发现，液-气模型不再现沃什伯恩定律，由于在界面处的气相冷凝，这导致毛细管渗透的渐近行为是快于$t^{1/2}。另一方面，当两相之间的粘度比足够高时，二元模型捕获正确的标度行为。
2009-11-03 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Front pinning in capillary filling of chemically coated channels
从理论和数值两方面研究了化学涂层非均匀边界条件下毛细管填充的动力学。特别地，通过将前运动方程映射到耗散驱动振子的动力学上，在涂层斑点稀疏的条件下，导出了前钉扎的解析判据。该标准进行了测试，对二维格子玻尔兹曼模拟，并发现提供令人满意的协议，只要前界面的宽度仍然比典型的异质性尺度的化学涂层薄得多。
2008-06-11 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Capillary filling with pseudo-potential binary Lattice-Boltzmann model
我们提出了一个系统的研究毛细管填充的二元流体通过使用介观格子Boltzmann模型描述一个扩散界面移动在一个给定的接触角相对于墙壁的不混溶流体。分析了施加给定接触角的唯象方式。特别注意完全润湿的情况，即接触角等于零。数值计算结果与理论沃什伯恩定律定量一致，提供了正确的比例之间的两种流体的动态粘度被使用。最后，前体膜的存在下经历，它示出，这些膜提前的时间与平方根定律，但与不同的prefactor相对于散装接口。
2008-07-03 physics.flu-dyn
Anomalous capillary filling and wettability reversal in nanochannels
这项工作重温毛细血管填充动力学的制度，纳米到亚纳米通道。使用分子动力学模拟的水在碳纳米管，我们表明，对于小于一纳米的管半径，填充速度和Jurin上升随管半径的非单调变化。引人注目的是，与固定的化学表面性质，这导致限制诱导逆转的管润湿性从亲水性到疏水性的特定值的半径。通过与模型液态金属的比较，我们表明，这些影响是不是特定的水。使用互补的数据从狭缝通道，然后，我们表明，它们可以被描述使用的分离压力与液体结构的限制。这种标准的连续框架的故障是主要的重要性，在纳米多孔介质中的毛细管效应的背景下，从膜的选择性的机械能存储的潜在利益。
2016-03-25 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Forced Imbibition - a Tool for Determining Laplace Pressure, Drag Force and Slip Length in Capillary Filling Experiments
当一个非常薄的毛细管插入到液体中时，液体被吸入其中：这个吸入过程是由毛细管力和阻力的平衡控制的，这是很难通过实验量化的，特别是考虑到纳米尺度上的流动。通过一个通用的粗粒度模型的计算机实验，它表明，由一个可控的外部压力所迫使的渗吸的分析量化相关的物理参数，如拉普拉斯压力，达西渗透率，有效孔隙半径，有效粘度，动态接触角和滑移长度的流体流入孔隙。在确定所有这些参数独立，我们的分析的一致性，这种强制吸胀过程中证明。
2007-12-14 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Capillary imbibition in a diverging flexible channel
研究两端固定柔性薄片间的毛细渗吸，发现弹性使发散柔性通道比平行通道填充更快，并给出避免坍塌的临界刚度和最优倾斜角。
2023-08-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Thermophoretically driven capillary transport of nanofluid in a microchannel
研究了微通道中牛顿纳米流体的热泳力和界面张力对毛细管填充动力学的影响。在我们的模型中，我们还考虑了一个复杂的热流体耦合，适当地考虑粘度的温度依赖性。这反过来又决定了毛细管前沿前进时粘性阻力的演变，并在驱动热泳力和粘性阻力之间呈现出相关的相互联系。两个不同的制度，在流体介质中的颗粒运输，划定的颗粒尺寸，阐述细读施加的热梯度和颗粒尺寸的纳米流体的颗粒保留倾向的影响。此外，我们见证了一个显着减少的纳米流体的粒子轴承倾向与增强的热梯度。结果证明了热泳驱动在热梯度的影响下对狭窄毛细管的填充的功效。
2017-11-27 physics.flu-dyn
Capillary instability on a hydrophilic stripe
最近的实验表明，当水的圆柱形片段的体积增加超过临界体积时，填充在疏水表面上的亲水性条带的水的圆柱形片段显示毛细不稳定性，在临界体积时，它们在表面上的表观接触角达到九十度（Gau等人，Science，283，1999）。令人惊讶的是，流体段并没有像经典的瑞利-高原不稳定性所预期的那样分解成液滴，而是显示出长波长的不稳定性，所有多余的流体沿着每个条纹聚集在一个凸起中。我们在这里考虑与这种设置相关的流动不稳定性的动力学。我们进行了线性稳定性分析的毛细流动问题的无粘限制。我们首先确认以前的工作表明，所有的圆柱段是线性不稳定的，当（且仅当）他们的表观接触角大于九十度。然后，我们证明，最不稳定的波数的表面扰动减少到零的表面上的流体的表观接触角接近九十度，使我们能够重新解释在实验中创建的凸起作为零波数毛细管不稳定性。一个变化的稳定性计算也被认为是一个亲水性的条纹位于楔形几何形状的情况下。
2009-04-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Capillary rise of water in hydrophilic nanopores
我们报告的毛细上升的水在三维网络的亲水性二氧化硅孔与3.5nm和5 nm的平均半径，分别（多孔Vycor整料）。我们发现经典的平方根的时间卢卡斯-沃什伯恩法律的吸胀动力学在整个毛细管上升时间长达16小时的调查。假设我们假设在二氧化硅壁处存在两个预吸附的强结合的水分子层，这对应于二氧化硅纳米孔中水流的负速度滑移长度为-0.5nm，我们可以通过孔中心的水的保留流动性和毛细作用来描述填充过程。这种预期的分区在两个动态组件反映了结构热力学分区在强烈的二氧化硅结合水层和毛细冷凝水的孔隙中心，这是记录的吸附等温线测量。
2009-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Using Microfluidic Device to Study Rheological Properties of Heavy Oil
在这项研究中，不同的纯液体和稀释沥青样品的毛细管驱动流动进行了研究，使用微流控通道（30微米的宽度和9微米的深度）。液体作为时间的函数的毛细管填充动力学进行了评价，并与理论预测进行了比较。对于纯液体，包括水，甲苯，己烷和甲醇的实验结果与理论预测吻合得很好。而对于沥青样品，随着沥青浓度的增加，理论计算结果与实验结果的偏差越来越大。高浓度（即高于30%）的较高偏差可能是由于动态接触角和本体接触角之间的差异。微通道是研究稠油和沥青在储层等多孔结构中流动的理想实验装置。
2016-11-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Wetting dynamics in an angular channel
我们分析了毛细力驱动的液体填充在一个薄的，稍微膨胀的矩形通道的动力学。我们表明，虽然在通道中的液体$m$的量随时间增加的经典卢卡斯-沃什伯恩定律，$m \propto t^{1/2}$，前因子是非常敏感的变形的通道，因为填充发生的增长的两个部分，散装部分（其中的横截面是完全填充的液体），和手指部分（其中的横截面是部分填充）。我们计算了考虑两部分之间耦合的$m$的时间依赖性，并表明填充的前因子可以通过矩形通道的轻微变形而显着降低，例如，对于0.1%的应变，前因子减少50%。这为先前报道的前因子值的大偏差提供了一个解释。
2021-09-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Liquid Transfer for Viscoelastic Solutions
本文实验研究了平行圆盘间毛细桥在拉伸流动中的粘弹性液体转移，发现提高聚合物质量分数、溶剂粘度及拉伸高度会减少转移，且改变液体体积时牛顿与粘弹性溶液行为相反。
2021-08-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The role of wetting on the flow of two immiscible fluids in porous media
通过混合相场-浸入边界方法模拟多孔介质中两相流体界面动力学，揭示了毛细数和润湿性对毛细指进与稳定穿透模式的影响，并提出基于穿透长度和速度识别界面模式的新方法。
2024-05-30 physics.flu-dyn
Capillary flow simulation with the phase-field-based lattice Boltzmann solver
Simulia R\&D, Dassault Syst e mes Americas Corp. , Waltham, MA 02451,USA.
本文提出基于相场的格子玻尔兹曼求解器，用于高精度模拟毛细流，通过优化润湿性和摩擦模型，实现了对多种多相流场景的准确再现。
2025-11-30 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Feasibility of Capillary-Driven Orbital Liquid Mirror Telescopes
Daniel Guggenheim School of Aerospace Engineering, Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院丹尼尔·古根海姆航空航天工程学院）
本研究提出两阶段方法优化Halbach阵列，以最小化毛细驱动轨道液体镜望远镜的界面误差，经536磁体演示阵列验证，可显著降低表面误差，为未来阵列设计提供方向。
2026-11-03 astro-ph.IM physics.flu-dyn physics.space-ph
Wetting boundaries for ternary high density ratio Lattice Boltzmann Method
我们扩展了最近提出的三元自由能晶格玻尔兹曼模型与高密度对比度，将润湿边界在固体壁。这些方法是基于强制和几何方案，与实施优化三元（更一般的高阶多组分）模型。每种方法的优点和缺点都通过进行静态和动态测试来解决，包括取代气相的液体的毛细管填充动力学，以及液滴的训练的自推进运动。此外，我们测量动态角，并表明滑移长度关键取决于平衡值的接触角，以及它是否属于液-液或液-气界面。这些结果验证了模型模拟固体边界附近复杂三元流体动力学问题的能力，例如跌落冲击被润滑层覆盖的固体基底。
2019-04-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Drop Dynamics of Viscoelastic Filament
利用直径-空间-时间图研究粘弹性细丝断裂前附着液滴的层级、不对称性及迁移振荡合并等动力学，并通过德博拉数预测液滴最大数量，以最小直径测量拉伸粘度揭示聚合物浓度与变细方向的影响。
2020-01-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann simulation of viscous fingering of immiscible displacement in a channel using an improved wetting scheme
提出了一种基于格子Boltzmann颜色梯度模型的改进润湿边界实现策略。该方法基于扩散界面假设，在接触线区域引入了一个附加界面力条件。它已被验证了三个基准问题：静态液滴润湿的平面和曲面，和动态毛细管填充。在这三种情况下都表现出良好的业绩。本文在严格验证方案的基础上，重新研究了二维通道中不混溶流体驱替的粘性指进现象。该模型具有粘度比大、接触角范围宽、动接触线精确、表面张力与粘度相互独立等优点。我们发现接触角与位移速度或手指长度的变化呈线性关系。当粘度比小于20时，驱替速度随粘度比的增大而增大，随毛细管数的减小而减小;当粘度比大于20时，驱替速度趋于某一常数。对指长的变化也得到了类似的结论。
2017-07-04 physics.flu-dyn
Contact line dynamics in binary lattice Boltzmann simulations
我们表明，当一个单一的弛豫时间格子玻尔兹曼算法被用来解决的流体动力学方程的二元流体的两个组件具有不同的粘度，在稳定状态下的强大的虚假速度导致不正确的结果的平衡接触角。我们确定这些寄生电流的起源，并演示了如何使用基于多松弛时间算法的格子玻尔兹曼方法可以大大提高结果。通过考虑毛细管填充，我们描述了前进的接触角的界面速度的依赖性。
2008-12-06 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Polymeric Liquids in Nanoporous Photonic Structures: From Precursor Film Spreading to Imbibition Dynamics at the Nanoscale
本文利用集成光子晶体的介孔硅膜芯片，通过光干涉光谱原位研究苯乙烯二聚体和五聚体在纳米孔中的前驱膜铺展与渗吸动力学，揭示分子尺寸依赖的输运行为及异常缓慢渗吸机制。
2023-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interaction of vortex rings generated by two unsynchronised drop impacts
Aalto University（阿尔托大学）
研究不同步液滴撞击产生的涡环相互作用，通过实验用粒子图像测速法量化其随时间演变，依时间差不同分为四类，揭示了不同步液滴撞击时间差对涡环生成及相互作用的重要性，对高通量应用中均匀可控混合有重要意义。
2026-11-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Towards improved understanding of spontaneous imbibition into dry porous media using pore-scale direct numerical simulations
本文通过二维孔隙尺度空气-水多相流直接数值模拟，研究几何收敛发散、惯性、孔径及收缩段对自发渗吸和非润湿相捕集的影响，以改进传统预测模型。
2024-08-05 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Dynamics of collapse of free-surface bubbles: effects of gravity and viscosity
本文研究了自由表面气泡腔的轴对称坍塌动力学，基于不同 Bond 数和 Ohnesorge 数的实验提出了标度律，揭示了毛细力驱动下粘度与重力对坍塌过程中扭折切向与法向速度及体积通量的影响。
2023-04-05 physics.flu-dyn
Alteration in contact line dynamics through competition between thermocapillary and electrothermal effects
本文研究了热流体窄通道中两种不混溶流体的热场辅助流动构型的接触线动力学。通道表面以预先设计的润湿性润湿，并将叉指电极安装在基底上以产生不均匀的电场。在这项研究中，相互作用的热毛细作用和摩擦力的界面动力学进行了详细的研究。前者是由表面张力梯度引起的，而后者是由介电常数和电导率梯度引起的。我们的研究表明，相对强度的界面力和摩擦力和它们的相互作用可以有效地用于控制毛细管填充时间以及流动动力学。对于相同强度的热毛细力和热毛细力（由单独的无量纲数表征），热毛细力占主导地位。然而，在某些润湿性下，界面力支配着润湿力，并使流体运动朝向通道的入口。
2018-04-20 physics.flu-dyn
Spontaneous Imbibition Dynamics of an n-Alkane in Nanopores: Evidence of Meniscus Freezing and Monolayer Sticking
毛细管填充动力学的液体正二十四烷（n-C24 H50）在网络的圆柱形孔与7和10 nm的平均直径在单片石英玻璃（Vycor）表现出一个突然的温度斜率变化Ts=54摄氏度，约4摄氏度以上的散装和约16摄氏度，8摄氏度以上的孔冻结。它可以追溯到表面张力的T斜率的突然反转，从而在前进的孔的表面熵的减少，整流分子的单个固体单层的形成的特征，被称为从宏观的，静止的二十四烷熔体的表面冻结。的吸胀速度，这是所观察到的时间的平方根卢卡斯-沃什伯恩入侵动力学的平方前置因子，表明保守的整体流动性和毛细作用的纳米孔限制的液体，如果我们假设一个平躺，粘性烃骨干单层在二氧化硅壁。
2009-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Alternating current driven interfacial dynamics of a binary fluid in a patterned fluidic environment modulated by electrothermal effects
在本文中，我们描述了两个不混溶流体的界面电热化学流体动力学的微通道与基板图案的肋。二元流体的运动由交流励磁（ACET）机构设定。我们的调查，基于自由能的相场形式主义，揭示了毛细填充动力学和接触线运动的润湿特性和图案化的肋的几何参数的强函数。这些参数的调制改变了肋表面上的表面能，这又促进了界面张力和驱动力之间的相互作用。两个力之间的竞争可以加速或减慢肋表面上的流体-流体-固体接触线运动。在肋的边缘处，由于接触线钉扎，界面可以停止足够长的时间。电极对之间的肋的位置的改变改变了电场强度，从而改变了接触线上的体积ACET力。此外，通过肋的适当布置，可以在短距离内实现液体前缘的各种复杂形状，这在微尺度流动的形态控制中具有重要意义。
2018-04-20 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
Impact of droplets onto surfactant-laden thin liquid films
本文通过三维直接数值模拟研究不溶性表面活性剂对液滴撞击薄液膜冠飞溅的影响，揭示Marangoni应力延迟端部夹断、促进韧带合并并刚化界面。
2023-03-08 physics.flu-dyn
Droplet coalescence on a sloped fibre
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Northwestern University（西北大学）
本文研究倾斜纤维上液滴聚并的早期与晚期动力学，提出润滑模型和加权残差模型，解释并预测了聚并诱导的定向迁移现象。
2026-09-30 physics.flu-dyn
