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
Capillary levelling of thin liquid films of power-law rheology
本研究针对受表面张力作用的非牛顿幂律流体薄液膜流平问题，分别推导了周期性和局域化初始条件下的相似特解，发现其在压力梯度为零处存在弱奇异性，并通过数值模拟验证了解的正确性。
2024-04-10 physics.flu-dyn
Ripples in Thin Films
粘性薄膜上的毛细波纹是涂层和润滑流动的重要特征。在这里，我们提出了基于数字全息显微镜的实验，测量毛细波纹的形态提前的粘性液滴传播的预润湿表面上的纳米级分辨率。我们的实验表明，在增加的传播速度，波纹的振幅首先增加，随后减小。在临界传播速度以上，波纹甚至完全消失，这种转变伴随着波纹波长的发散。这些意见定量解释使用线性波分析，超出通常的润滑近似，说明新的现象时出现的毛细管数成为为了统一。
2019-03-09 physics.flu-dyn
Liquid Surfaces with Chaotic Capillary Waves Exhibit an Effective Surface Tension
Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
研究揭示了混沌毛细波通过动态表面力引起液面孔收缩，并通过有效毛细长度与波能量的关联解释了这一现象。
2023-12-15 physics.flu-dyn
The circular capillary jump
本文重新研究了层流液体射流垂直冲击无限大平面所产生的流动，当流动受表面张力控制时，射流的表面张力与冲击力的关系。实验观察到，在冲击之后，液体在远离冲击点的平面上以薄膜的形式径向扩散。还观察到，在有限半径处，膜的厚度突然增加，这被确定为水跃，并且该半径与表面的方向无关，表明重力不重要（Bhagat等人，2018）。我们表明，在膜中的动量守恒的应用，仅受粘度和表面张力和完全忽略重力，预测的奇异性的曲率的液体膜，因此在有限半径的膜的深度跳跃。这个位置几乎与能量守恒所预言的跳跃半径相同，并且与实验观测结果一致
2020-03-31 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
Surfactant amplifies yield-stress effects in the capillary instability of a film coating a tube
该研究针对肺气道黏液流动问题，探究不溶性表面活性剂对管内黏塑性液层毛细不稳定性的影响，发现表面活性剂可增强屈服应力抑制黏液栓形成的效应，为阻塞性肺病研究提供流体力学依据。
2023-07-11 physics.flu-dyn
Centimeter-scale fully suspended metal and metal oxide thin films by one-step transfer-free liquid metal capillary forming
Westlake University（西湖大学）
本研究通过一步无转移液态金属毛细管成型技术，制备出厘米级、横向尺寸与厚度比达10^7量级的完全悬浮金属及金属氧化物薄膜，并实现了金属极小曲面薄壁结构快速原型制备与超高灵敏度声波检测。
2026-08-04 cond-mat.mtrl-sci physics.flu-dyn
Capillary levelling of a cylindrical hole in a viscous film
利用原子力显微镜和基于薄膜理论和自相似性的定量分析标度参数研究了粘性聚苯乙烯薄膜中圆柱形孔的毛细整平。松弛的孔被证明是由两个不同的时间制度：早期制度的孔的相对侧不相互作用，和后期制度的孔填充。对于后者，自相似的渐近轮廓推导出解析，并显示出与实验数据非常吻合。最后，一个二元系统的两个孔在紧密的距离进行了研究，其中个别孔填补了在早期的时间和合并在较长的时间。
2014-01-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Symmetrization of Thin Free-Standing Liquid Films via Capillary-Driven Flow
我们目前的实验研究的一个纳米尺度的圆柱形扰动在一个薄的粘性独立的聚合物膜的两个接口之一的松弛。在毛细作用的驱动下，膜流动并通过首先使两个界面之间的扰动对称化并最终加宽扰动而向平衡方向演化。一个全斯托克斯水动力学模型，该模型考虑了垂直和横向流动，并突出了系统的对称性。对称化时间取决于膜厚度、表面张力和粘度。
2019-12-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Capillary Levelling of Immiscible Bilayer Films
薄膜中的流动与边界条件密切相关。在这里，我们研究了由两种不混溶的液体组成的薄双层膜的毛细管流平。具体地，将阶梯式聚合物层放置在另一个平坦聚合物层的顶上。拉普拉斯压力梯度产生的曲率的步骤诱导流动在两个层中，这消散了多余的毛细能量存储在阶梯接口。研究了底层和顶层之间不同粘度比的影响。我们调用低雷诺数流体动力学的长波展开来模拟由于两层中的耦合粘性流而引起的能量耗散。实验结果与模型吻合较好。对后者的分析进一步揭示了一个有趣的时间上的双重交叉，从Poiffille流到活塞流，最后到Couette流。交叉时间尺度取决于两种液体之间的粘度比，允许通过改变该比率来选择和微调耗散机制。
2020-05-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Droplet migration in a Hele-Shaw cell: Effect of the lubrication film on the droplet dynamics
液滴在Hele-Shaw池中的迁移是一个基本的多相流问题，它对于许多微流体应用至关重要。我们专注于在低毛细管数和三维直接数值模拟进行调查的问题。为了减少计算量，采用自适应网格，仅在界面附近使用高分辨率网格。对液滴水平半径和毛细管数进行了参数研究。对于具有大于通道高度的一半的水平半径的液滴，液滴溢出通道并且呈现出饼形状。液滴与壁面之间形成润滑膜，并特别注意润滑膜对液滴速度的影响。饼状液滴的计算速度被证明是低于平均流入速度，这是与实验测量一致。数值结果表明，润滑膜引起的强烈剪切和三维流动结构都有助于液滴的低流动性。在这种低迁移速度的情况下，液滴参考系中的界面流在顶部朝向后部移动，并且从两个侧边缘反向移动到前部。油滴的速度和润滑膜的厚度随毛细管数的增加而减小。液滴速度及其对毛细管数的依赖性不能被经典的Hele-Shaw方程捕获，因为深度平均近似忽略了润滑膜的影响。
2016-05-18 physics.flu-dyn
Liquid crystal induced elasto-capillary suppression of crack formation in thin colloidal films
在固体刚性基底上的胶体液滴的干燥与液滴内形成的毛细管压力相关。在适当的时间过程中，由于液滴蒸发导致形成易于形成裂纹的胶态薄膜，毛细管压力增大。在这项研究中，我们表明，引入最少量的液晶液晶（NLC）可以完全抑制裂纹的形成。抑制裂纹形成的机制可能归因于由衬底-液滴界面处的液晶的弹性布置提供的毛细应力吸收垫。裂纹和相关的表面不稳定性对最终产品（如表面涂层）的质量是有害的，因此，通过外部惰性添加剂抑制裂纹和相关的表面不稳定性是一种很有前途的技术，对于几种工业应用来说非常重要。我们相信，这种对裂纹抑制的基本研究将为NLC在涂料领域的应用开辟一条完整的道路，扩大其现有的广泛优势。
2017-02-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Capillary interactions between soft capsules protruding through thin fluid films
当悬浮液干燥时，悬浮流体蒸发，留下由悬浮颗粒组成的干膜。在干燥的最后阶段，衬底上的流体膜的高度下降到低于颗粒尺寸，引起局部界面变形，导致颗粒之间的强毛细管相互作用。虽然刚性颗粒之间的毛细相互作用已经得到了很好的研究，但关于软颗粒的行为以及它们在薄膜干燥的最后阶段的柔软性的作用，还有很多东西有待理解。在这里，我们使用我们最近推出的数值方法，耦合使用晶格玻尔兹曼方法描述的流体的有限元描述的可变形物体的悬浮软颗粒的膜的干燥过程进行调查。我们测得的弹性变形和横向毛细作用力，这与以前的理论和实验工作的刚性颗粒的情况下，显示的变形变小，随着颗粒的柔软度增加，导致较弱的横向相互作用力。在大的粒子间距离，力接近刚性粒子。最后，我们调查的时间依赖性的颗粒簇的形成在后期阶段的薄膜干燥。
2020-10-19 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Fluctuation-driven dynamics in nanoscale thin-film flows: physical insights from numerical investigations
热波动对纳米级流动的影响被捕获的数值方案，是由波动的流体力学支撑。采用非均匀自适应网格求解随机润滑方程，研究了一系列纳米尺度薄膜流动。Fornberg格式用于高分辨率的空间离散和一个全隐式的时间推进格式的数值稳定性。数值方法的准确性进行了验证，对热毛细波在其发展的线性阶段的理论结果。然后，该框架被用来研究三个有界薄膜流的非线性行为：（i）液滴扩散，其中新的幂律推导;（ii）液滴聚结，其中分子动力学的结果再现SLE在一小部分的计算成本，它被发现，热波动减速的过程中，与以前研究的现象相反;和（iii）薄膜破裂，其中，在所考虑的制度，分离压力占主导地位的破裂的最后阶段。
2022-02-15 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
Entrainment of particles during the withdrawal of a fiber from a dilute suspension
从稀颗粒悬浮液浴中取出的纤维根据流体的物理性质、取出速度、颗粒尺寸和纤维半径表现出不同的涂覆方案。实验表明，对于薄的涂层，只有液体没有颗粒被夹带。超过临界毛细管数，纤维被夹带颗粒的液膜覆盖。我们系统地表征了毛细管数，颗粒尺寸和纤维半径对颗粒夹带的阈值速度的作用。我们讨论了这两个制度之间的边界，并表明，在驻点的液膜厚度控制的夹带过程。纤维的半径在毛细管过滤中提供了新的控制程度，允许更好地控制膜中夹带的颗粒的尺寸。
2020-06-27 physics.flu-dyn
Molecular dynamics simulation of the capillary leveling of viscoelastic polymer films
表面张力驱动的流动技术最近已经成为一种有效的手段，揭示了薄聚合物膜的流变学。出于实验和理论方法在膜轴承不同的表面形貌，我们提出了一个正方形图案的粘弹性聚合物膜的自由表面上的毛细管松弛的结果，使用分子动力学模拟的粗粒度聚合物模型。高度分布监测作为一个函数的时间加热后的系统高于其玻璃化转变温度和它们的时间依赖性是适合的理论毛细管找平。结果表明，粘度不是常数，而是时间依赖性的。除了提供有关局部内部机制的补充见解外，我们对毛细流平过程的模拟因此探测了聚合物的粘弹性，而不仅仅是其粘度，与以前的实验方法相反。
2017-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Capillary fluctuations and energy dynamics for flow in porous media
毛细能障对不混溶流体在多孔介质中的流动有重要影响。我们推导出时间和空间平均理论来解释非平衡行为，并理解非热毛细波动在其与更大尺度唯象方程的关系中的作用。该公式解决了多孔介质中双流体流动的几个关键问题：（1）基于时间和空间平均值将几何和热力学量构造为时间的光滑函数;（2）为薄膜开发平均热力学;（3）识别多尺度波动项，它解释了由于孔隙尺度事件而发生的界面和薄膜的瞬态行为;（4）推导了平均热力学的几何约束条件;（5）提出了一种新的包含薄膜贡献的毛细压力动力学本构模型;（6）建立了基于毛细波动的代表性单元体积（REV）的时空判据。毛细波动定量评估孔隙尺度模拟和实验岩心驱替数据的基础上。
2021-05-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Particulate suspension coating of capillary tubes
在毛细管或多孔介质中通过不混溶流体置换颗粒悬浮液是典型的构造，其在大量的自然和工业应用中得到应用，包括水净化、胶体和微塑料的分散、管道的涂覆和功能化。分散在流体中的颗粒对界面动力学和对留下的液膜的性质的影响仍然知之甚少。在这里，我们研究的涂层膜的沉积在毛细管的壁引起的空气推动的悬浮塞的平移。我们确定了不同的沉积制度作为一个函数的平移速度的插头，颗粒大小，和悬浮液的体积分数。的涂层膜的厚度的特征在于，我们表明，类似于浸涂，三个涂层制度，液体，异质性，和厚膜，观察。我们还表明，在一阶，膜厚比颗粒直径可以预测使用悬浮液的有效粘度。然而，我们还报告说，对于大颗粒和浓缩悬浮液，剪切引起的迁移机制导致局部变化的体积分数和修改的沉积膜的厚度和组合物。
2022-09-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Hydrokinetic simulations of nanoscopic precursor films in rough channels
我们报告的模拟高润湿性流体在纳米通道和无障碍物的毛细管填充。我们使用原子（分子动力学）和流体动力学（晶格玻尔兹曼）的方法，指出了明确的证据，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平方根定律作为主要的毛细管前沿，z^2（t）~ t，尽管具有较大的前因子，我们发现对于不同的几何形状（2D-3D）在检查下取相同的值。这两种方法显示出定量的协议，这表明薄前体的形成和传播可以处理在介观/流体动力学水平。这可以被认为是晶格玻尔兹曼（LB）方法的验证，并打开了使用流体动力学方法来探索时空尺度和直接实验相关的复杂几何形状的可能性。然后，LB方法被用来研究纳米通道中的流体行为时，前体膜遇到一个正方形的障碍。一个完整的参数分析表明，薄膜前体的纳米通道涂层策略的效率可能有重要的影响。
2009-01-06 physics.flu-dyn
Effect of surfactant on elongated bubbles in capillary tubes at high Reynolds number
采用混合前沿跟踪/水平集方法，通过大量的三维数值模拟，研究了表面活性剂对细长气泡在圆形毛细管中传播的尾部和膜动力学的影响.重点是粘惯性制度，这发生在雷诺数的流量是远远大于单位。在这些条件下，“干净”气泡在尾部\cite{Magnini_prf_2017}附近呈现出界面波动，其幅度随雷诺数增加。我们进行了系统的分析，广泛的表面活性剂的性质，包括弹性，散装表面活性剂的浓度，溶解度和扩散性，在惯性效应的存在下的气泡和流动动力学的影响。结果表明，表面活性剂的引入是有效的抑制尾部波动，因为它们往往积累在气泡尾部附近。在这里，产生了大的马兰戈尼应力，这导致了气泡的局部“硬化”。这种效果变得更明显的较大的表面活性剂的弹性和吸附深度。在表面活性剂溶解度降低时，在气泡后部形成较厚的刚性膜区域，在此建立库埃特膜流，而波动仍然出现在下游“清洁”膜区域的后缘。在这种情况下，气泡长度成为一个有影响力的参数，短气泡变得完全刚性。
2020-05-24 physics.flu-dyn
Intermediate Asymptotics of the Capillary-Driven Thin Film Equation
我们提出了一个二维毛细驱动薄膜方程的分析和数值研究。特别是，我们专注于其解决方案的中间渐近。线性化方程使我们能够推导出相关的格林函数，从而获得一组完整的解决方案。此外，我们表明，任何可求和的初始配置文件的重新缩放的解决方案一致收敛于时间上的一个普遍的自相似吸引子，正是重新缩放的格林函数。最后，紧支撑初始配置文件的数值研究，使我们能够推测我们的结果的非线性方程的扩展。
2014-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Capillary leveling of stepped films with inhomogeneous molecular mobility
由于拉普拉斯压力梯度的存在，具有阶梯状高度轮廓的均匀薄聚合物膜水平。在这里，我们报告精确控制，空间不均匀的分子量分布的聚合物样品的研究。聚合物熔体的粘度很大程度上取决于链长分布;因此，我们将了解具有粘度梯度的薄膜流体力学。这些梯度通过将具有不同分子量的两个膜彼此堆叠来实现。在足够的时间之后，这些样品可以很好地描述为在膜的平面中具有一维粘度梯度，具有垂直于膜的均匀粘度。我们开发了一个流体动力学模型，准确地预测实验观察到的自相似配置文件的形状。该模型允许提取系统中的毛细管速度、表面张力与粘度的比率。结果是非常一致的均匀的单分散和双分散阶梯膜的毛细管速度测量，并与本体聚合物流变学是一致的。
2013-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Miscibility and wettability: how interfacial tension influences droplet impact onto thin wall films
实验研究了液滴撞击薄壁薄膜过程中液体润湿性和可渗透性的影响。尽管类似的液体性质和冲击条件，飞溅的限制，冠扩展和上升阶段的持续时间的差异进行了观察。这些差异与液滴/壁膜液体对的界面张力有关，这与它们的可润湿性和可润湿性有关。更准确地说，通过计算冠表面能，我们表明，存储在液滴和壁膜之间的界面（如果有的话）的能量是不可忽略的，并导致较小的冠扩展和需要更多的动能启动飞溅。同样，通过计算修改后的毛细管时间考虑到所有的表面和界面张力，我们表明，界面张力作为一个不可忽略的反冲力，这减少了上升阶段的持续时间。如果考虑到运动中液体质量的变化，则对于不同的壁膜厚度，很好地捕获了该上升阶段的动态。总的来说，液滴/壁膜相互作用可以被看作是惯性毛细管系统，其中液滴和壁膜之间的界面张力在能量储存和冲击过程中的冠动力学中起着重要的作用。此外，该分析强调，粘性损失已经有显着的效果，在冠延伸阶段，通过耗散几乎一半的初始能量的液滴冲击到薄壁膜，最有可能通过影响毛细管时间尺度通过阻尼。
2020-07-15 physics.flu-dyn
Correlation of the dynamic contact angle with the capillary number and its hysteresis
动接触线问题具有重要的理论和实际意义。动态接触角随接触线速度定义的毛细管数而变化，并且相关性还取决于在静态下测量的平衡接触角。这种相关性通常需要作为输入到传统的求解器的基础上的Navier-Stokes方程，但它是作为一个输出在当前的研究中使用格子玻尔兹曼方法（LBM）在两个不混溶流体的驱替过程中模拟。宏观理论和分子动力学（MD）模拟显示了动态接触角的余弦的线性标度律，这在先前的LBM研究中也在小毛细管数的短范围内和两种中性润湿条件下观察到。然而，我们的研究表明，这种线性标度律适用于整个范围内的毛细管数，是普遍的所有润湿条件。在具有零平衡接触角的完全润湿（铺展）的特殊情况下，当润湿性非常强时出现润湿流体的薄膜，这导致滞后，需要相当大的毛细管数来引发动态接触角偏离其平衡态。这一观察结果与先前关于由于自由液膜的存在而导致静态接触角滞后的新机制的报道一致。随着毛细管数的增加，流体-流体界面在指进之前开始振荡。对于具有不同平衡接触角的情况，观察到不同的指进模式。
2022-06-28 physics.flu-dyn
A simplified pore-scale model for slow drainage including film-flow effects
本文提出一种改进的准静态孔隙网络模型，通过修改截留团簇识别算法以纳入薄膜流动效应，模拟慢排驱过程，并成功重现实验现象，为理解二次排驱机制提供新工具。
2023-03-06 physics.flu-dyn
Capillary filtering of particles during dip coating
从液浴中取出的物体被涂上一层薄薄的液体。与液体一起，存在于浴中的诸如颗粒的杂质可以被转移到被撤回的衬底。夹带的颗粒局部改变膜的厚度，从而改变涂层的质量和性质。在这项研究中，我们表明，它是可能的夹带的液体单独和避免污染的基板，在足够低的撤回速度在稀释的悬浮液。使用一个模型系统组成的板退出液体浴，我们观察到，颗粒可以保持被困在弯月面施加阻力毛细作用力夹带。我们表征不同的夹带制度的撤回速度增加：从一个纯的液体膜，到一个液体膜含有颗粒簇，并最终个别颗粒。这种毛细管过滤是防止从污染浴中取出的底物污染的有效屏障，并发现了防止生物污染的应用。
2020-11-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A partially wetting film of water and surfactant under the influence of a propagating MHz surface acoustic wave
我们用理论和实验来研究{ \it部分润湿}膜的水和表面活性剂的解决方案，以传播MHz的振动在固体基板中的形式的瑞利表面声波（SAW）的响应。SAW引起液膜中的质量漂移，这与Schlichting边界层流（也称为Schlichting流）相关联。我们研究的薄膜是由漂移和毛细应力之间的平衡。我们证明了弱毛细管的贡献，如硅油膜，支持动态润湿，并导致液体在固体基板上沿SAW的路径传播。然而，强毛细管贡献，例如水膜，支持沿着SAW的路径的并发动态润湿和去湿，使得膜沿着固体基底移位。此外，这样的薄膜可以支持形成的毛细火车波，沿着相同的路径传播。我们进一步注意到，我们在这里讨论的膜动力学的机制是不同的，更熟悉的Eckart流机制，这是与膜厚度大于波长的声泄漏的SAW和通常观察到的，以支持液滴的运动。我们这里讨论的膜的厚度相对于声音泄漏的波长是小的，使得来自Eckart流、声辐射压力和SAW的衰减的贡献小。
2016-01-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Capillary-driven flow induced by a stepped perturbation atop a viscous film
在润滑理论中，由毛细作用驱动的粘性薄液膜通过薄膜方程得到了很好的描述。在这篇文章中，我们提出了这个方程的一个特定的初始配置文件的解析解：阶梯扰动。这个初始条件允许线性化的问题，使其服从傅立叶分析。获得并表征溶液。对于热方程中的温度阶跃，证明了第一类完全演化的自相似性，并导出了过剩自由能的长期表达式。此外，流体动力场的描述。然后将该解决方案与来自模型系统的实验曲线进行比较：高于玻璃化转变温度的聚苯乙烯纳米台阶由于毛细作用而流动。良好的协议，使这种聚合物液体的毛细管速度的精确测量，而不涉及任何数值模拟。更一般地，由于这些结果适用于由毛细作用驱动的任何粘性系统，因此本解决方案可以在薄粘性膜的流体动力学中提供有用的工具。
2012-10-22 cond-mat.soft math-ph math.MP
Deposition of a particle-laden film on the inner wall of a tube
在毛细管中液体的抽出或液体段塞的平移导致在内壁上沉积薄膜。当液体中存在颗粒或污染物时，如果液膜足够厚，则颗粒或污染物沉积并污染管。在这篇文章中，我们实验研究的条件下，颗粒沉积在空气入侵过程中的毛细管最初充满了稀悬浮液。我们发现，在膜中的颗粒的夹带是由颗粒和管半径的比率和与前端速度相关联的毛细管数控制。我们还开发了一个模型，建议最佳的操作条件，以避免在撤回悬浮液的污染。这种沉积机制也可以通过控制颗粒在通道内壁上的沉积而在涂覆过程中发挥作用。
2020-10-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Hydrodynamically-driven colloidal assembly in the thin-film entrainment regime
我们数值研究了从悬浮液浸涂的流体动力学，并报告了胶体组装和斑图形成的光滑和均匀的基板上的机制。在基材的临界撤回速度以下，使弯月面变形所需的毛细管力防止胶体颗粒进入涂膜。只有在最小数量的颗粒在弯月面内组织成紧密堆积的结构之后，毛细力才被流体动力学阻力克服。一旦在膜内，所形成的组件以接近抽出速度移动并迅速与下一组件分离。因此，流体动力和毛细力之间的相互作用可以在弯曲的弯月面内产生周期性和规则的结构，该弯月面在撤回的膜下方延伸。这里记录的流体动力驱动组件与在所谓的薄膜夹带制度中实验观察到的条纹斑图形成是一致的。
2012-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Capillary jet in a slab of foam
实验研究了毛细射流浸入准二维单分散泡沫板的现象，发现不同速度下射流会引发通道膨胀、产生小气泡或导致气泡破裂，并通过元泡沫模型揭示了其物理机制及标度律。
2025-03-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A New Drop Fluidics Enabled by Magnetic Field Mediated Elasto-Capillary Transduction
本研究介绍一种新的液滴射流，它使用可变形和可拉伸的弹性膜作为平台，而不是通常使用的刚性支撑。这种浸渍有磁性颗粒的软膜可以用外部电磁场进行调制，该电磁场产生具有不同表面曲率的大量地形地貌，其与毛细作用结合，可以有效且准确地引导和控制水滴的运动。当油膜上有一薄层油时，局部变形，就形成了中心对称的楔形。置于该含油膜上的水滴变得不对称变形，从而在液滴内产生拉普拉斯压力梯度，使其运动。一个简单的理论，占液滴的速度在这样的几何变量作为液滴的体积和覆盖的软弹性体膜的油膜的厚度，以及这样的材料变量作为油的粘度和油-水界面的界面张力。使用良好的控制模型系统的理论结果的验证之后，我们演示了如何电磁控制的弹性毛细力可以用来操纵的弹性体膜的表面上的单个和/或多个液滴的运动，以及如何这样的基本操作，如滴融合和热寻址的化学转化可以在水液滴中进行。预期所得到的液滴射流将适合于通过简单地接通和断开施加在弹性体膜下方的不同位置处的电磁场来数字控制液滴运动。我们预计，这种引导和操纵水滴的方法准备在各种生化反应工程中应用，其中一个例子是聚合酶链式反应（PCR）。
2016-06-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Superfast Thinning of a Nanoscale Thin Liquid Film
这个流体动力学视频演示了一个实验上的超快速变薄的独立薄水膜。这种薄膜的制备对于界面科学和纳米科学的应用具有重要意义。膜的稳定相是$5-50\,nm$阶的;然而可以建立热对流，其定性地将减薄行为从线性快速改变为指数快速。该膜在一个点上由非常冷的针热驱动，在$10^7$的瑞利数下建立两个对流辊。这反过来又会导致热和机械波动，从而以一种特殊的方式改变变薄行为，如视频所示。
2011-10-15 nlin.CD physics.flu-dyn
Exponentially fast Thinning of Nanoscale Films by Turbulent Mixing
薄膜是泡沫、乳液和悬浮液的纳米级元素，并形成纳米通道传输的范例，最终测试流体动力学描述的极限。在这里，我们研究了一个独立的薄膜的崩溃，其平衡。纳米级薄膜的产生通常是一个缓慢的线性过程，使用热强迫，我们发现前所未有的动力学指数快速变薄。热对流、界面和重力的复杂相互作用产生最佳的湍流混合和输送。领域的崩溃膜产生，拉长和对流在一个美丽的显示混乱的混合。与时间尺度分析，我们确定混合作为占主导地位的动态过程负责指数变薄。
2013-02-02 nlin.PS physics.chem-ph physics.flu-dyn
Approach to universal self-similar attractor for the levelling of thin liquid films
我们比较了聚苯乙烯薄膜上的随机表面扰动的毛细流平与二维毛细驱动薄膜方程的理论研究。使用原子力显微镜，我们遵循不同的初始扰动的自由表面制备的样品的时间演化。特别是，我们表明，表面轮廓呈现长期自相似性，而且，它们收敛到一个通用的自相似吸引子，只依赖于体积的扰动，与理论一致。最后，我们看看不同样本的收敛时间，发现与分析预测非常吻合。
2014-08-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Soap Film Drainage Using a Centrifugal Thin Film Balance
Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；CNRS, Institut de Physique de Nice (INPHYNI)（法国国家科学研究中心尼斯物理研究所）；Institut Universitaire de France (IUF)（法兰西学院）
研究在有效重力场下肥皂膜的稳定性及变薄动力学，通过离心薄层天平和干涉技术分析，发现毛细吮吸和边缘再生机制主导排水过程，揭示有效重力对薄膜变形、毛细吮吸和惯性-粘性转变的影响。
2026-02-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Near-field probe of thermal capillary fluctuations of a hemispherical bubble
我们报告测量的谐振热毛细振荡的半球形液-气界面使用半气泡沉积在固体基底上。使用原子力显微镜悬臂梁研究半球形界面的热运动，该悬臂梁探测该界面的振动幅度与频率的关系。这种纳米尺度的气泡表面的热振荡的光谱呈现出几个共振峰，并揭示了半球形气泡的接触线被钉扎在基板上。这些峰的分析允许测量气泡界面的表面粘度。微量的杂质会改变纯水表面的流变性。
2020-09-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Foam stabilization in salt solutions : the role of capillary drainage and Marangoni stresses
本文通过精密干涉单气泡实验验证了 Marrucci 理论，揭示盐溶液中吉布斯表面过剩诱导的马兰戈尼应力可逆转薄膜排水并增强泡沫稳定性，纠正了以往对该理论的错误否定，并将其推广至非水泡沫体系。
2025-01-05 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.flu-dyn
Thermally Driven Imbibition and Drainage Induced by Terraced Nanostructures
理论分析和完全原子分子动力学模拟揭示了布朗棘轮机制，通过该机制，热波动驱动限制在具有微米或纳米尺度的通道或孔中的不混溶液体的净位移。热驱动位移是由具有方向不对称性的表面纳米结构引起的，并且可以发生在润湿力或毛细力的作用方向上。在分子动力学模拟中，通过解析解Smoluchowski扩散方程的位置概率密度，预测平均位移速率。所提出的物理机制和衍生的分析表达式可以应用于工程表面纳米结构，用于控制不同的润湿过程，如毛细填充，芯吸，吸胀在微米或纳米级系统的动态。
2015-07-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A Fluctuating Hydrodynamics Model for Nanoscale Surfactant-laden Interfaces
本文提出纳米尺度含表面活性剂界面的涨落流体力学模型，揭示表面活性剂对界面稳定性的影响及热涨落对其稳定作用的抑制效应。
2025-08-22 cond-mat.mes-hall physics.flu-dyn
Capillary nanowaves on surfactant-laden liquid films with surface viscosity and elasticity
本研究通过分子动力学模拟和理论分析，发现表面活性剂通过降低表面张力和引入弹性能影响液膜纳米波，并利用Boussinesq-Scriven模型解释了表面粘度导致的波衰减减慢现象。
2023-06-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Printing wet-on-wet: attraction and repulsion of drops on a viscous film
湿压湿印刷经常用于图形和工业应用的喷墨印刷中，其中基底可以在墨滴沉积之前涂覆有薄液膜。两个紧密放置在一起的液滴预计通过薄粘性膜的变形而相互作用，但是这些毛细相互作用的性质是未知的。在这里，我们表明，相互作用可以是吸引力或排斥力，这取决于两滴之间的距离。发现相互作用从吸引变为排斥的距离取决于膜的厚度，并且随着时间的推移而增加。我们揭示了起源的非单调的相互作用，这在于在薄膜上的液滴诱导的粘毛细波的外观。使用薄膜方程，我们确定的比例定律的波的传播，并证明，这支配的范围内观察到的相互作用。
2018-11-12 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
Data-driven modeling and decomposition for nanoscale liquid-film dynamics: Application to superspreading nanofluid droplets
Tohoku University（东北大学）
提出数据驱动方法从实验观测中提取纳米尺度液膜动力学偏微分方程，应用于超铺展纳米流体，发现纳米颗粒诱导的偏置通量项，揭示隐藏物理机制。
2026-06-26 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Features of the Contact Angle Hysteresis at the Nanoscale: A Molecular Dynamics Insight
本研究利用分子动力学方法模拟了纳米尺度下液滴在外力作用下的形状，开发了准确评估前进与后退润湿角的解析模型，发现毛细管力与粘性力的相互作用及界面滚动运动对液滴形状至关重要，并验证了宏观Cox-Voinov模型在特定条件下的适用性。
2024-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.atm-clus
