Oblique droplet impact onto a deep liquid pool
采用自适应流体体积求解器Basilisk对液滴斜撞击深液池进行了数值研究。飞溅阈值，空腔的形成，空腔的演变和最大空腔尺寸被量化为韦伯数和冲击角的函数。我们将数值结果与Gielen等人最近的实验工作进行了比较。[Phys. Rev. Fluids 2，083602（2017）]。类似的实验结果，观察到三种不同的影响制度：沉积的液滴上的池，单面飞溅的方向的影响和飞溅的所有方向。我们表现出良好的定性和定量协议的飞溅行为和空腔形成之间的模拟和实验。此外，模拟提供了一个三维视图的影响现象，获得速度和压力场，并允许探索碰撞参量是很难实现的实验。
2019-03-21 physics.flu-dyn
An investigation on the impact of two vertically aligned drops on a liquid surface
本文采用CLSVOF方法研究两垂直液滴合并后与液池的相互作用，揭示了毛细波对聚集体合并及卫星液滴夹断特性的影响，并基于Weber数和直径比划分了完全与部分合并区域。
2023-08-05 physics.flu-dyn
The interactions between two drops floating on a partially miscible liquid pool
研究了液滴在部分混溶液体池中的相互作用，探讨了Cheerios效应与溶质马兰戈尼流的竞争，揭示了液滴排斥、合并和反弹三种行为及形成润滑层的机制。
2025-12-14 physics.flu-dyn
Cavity deformation and bubble entrapment during the impact of droplets on a liquid pool
液滴对液体池的影响在自然界中普遍存在，并且在许多工业应用中很重要。液滴撞击在液体池上可导致常规气泡的夹断或在某些撞击条件下捕获大气泡。本文采用实验测量和数值模拟相结合的方法，研究了液滴撞击液池过程中空腔的变形和气泡的截留。数值模拟得到的自由液面剖面随时间的演化与实验结果吻合较好。由液滴冲击产生的空腔影响常规气泡的夹断和大气泡的截留。气泡夹断是毛细波沿空腔界面向下传播并在空腔底部汇合的直接结果。相比之下，大的气泡截留是由于在腔的口处的液体冠的合并。重力和环境压力对液滴撞击液池后的空腔变形和气泡截留起重要作用。随着引力作用的增强，空洞的最大深度减小。随着重力的减小，气泡夹断现象逐渐消失。研究发现，随着环境压力的增加，气泡夹断现象会由规则的夹断转变为大气泡的夹持。随着环境压力的增加，液冠周围的压力差和涡量增大，大气泡的尺寸减小。最后，得到了液滴撞击后气泡的滞留状态图。
2022-11-13 physics.flu-dyn
Droplet splashing during the impact on liquid pools of shear-thinning fluids with yield stress
液滴对液体池的影响在自然界和许多工业应用中普遍存在。尽管非牛顿流体在许多应用中得到了广泛的应用，但以往的液滴碰撞研究主要集中在牛顿流体上，而对非牛顿流体液滴的碰撞动力学研究较少。本文采用实验和数值模拟相结合的方法，研究了剪切变稀液滴在屈服应力作用下的飞溅动力学。考虑了飞溅过程中喷射物片的形成和扩展，分析了喷射物片出现的速度、半径和时间。结果表明，非牛顿流体的性质显著影响飞溅过程。随着流动指数的减小，飞溅物片更容易形成，较大的屈服应力会影响飞溅物片的厚度，由于惯性力是飞溅物片扩展的主导因素，飞溅物片的扩展半径塌陷为一个几何半径。
2021-10-18 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
On the mechanics of droplet surface crater during impact on immiscible viscous liquid pool
研究了液滴撞击不混溶粘性液体池的过程，并通过实验和理论分析研究了液滴表面凹坑的形成。我们归因于形成的空气弹坑的快速减速液滴由于粘性阻力。液滴对外部冲击减速力的响应在暴露于空气的表面上引起振荡模式，形成毛细波，毛细波传播以形成各种形状和尺寸的空气坑。我们引入了一个无量纲参数（$Γ$），即作用在液滴上的阻力与毛细力之比。我们表明，$Γ$是直接成正比的毛细管数。我们发现，液滴形成的空气火山口的显着深度有$Γ>1$。此外，我们证明了勒让德多项式可以局部近似的中央空气火山口射流的轮廓。我们还破译了空气撞击坑响应时间尺度（$T$）随撞击韦伯数（$T{\sim}We^{1/2}$）的平方根而变化。此外，我们概括了当地的液滴响应与全球响应模型的基础上的特征值问题的低冲击能量。我们表示为一个动态接触线的受约束的Rayleigh下降问题的渗透下降。空气-水界面动力学分析使用无粘液滴变形模型的小变形振幅。液滴的局部响应理论和整体响应理论是一致的，并描述了变形轮廓可以表示为勒让德多项式基的本征模的线性叠加。我们发现，由于这种动态接触线的存在，液滴在不混溶碰撞系统中的响应不同于混溶碰撞系统。
2022-09-29 physics.flu-dyn
Interaction between a Rising Bubble and a Stationary Droplet Immersed in a Liquid Pool using Ternary Conservative Phase-Field Lattice Boltzmann Method
当浸没在液池中的静止气泡和静止液滴彼此接触时，它们形成气泡-液滴聚集体。它的平衡形态和稳定性在很大程度上取决于不同组分的表面张力的组合，称为铺展因子。在这项研究中，我们着眼于上升的气泡和静止的液滴之间的相互作用，以更好地了解聚结和上升的动力学以及气泡-液滴聚集体的形态变化。系统地研究了不同气泡尺寸和铺展因子下的相互作用过程。目前的模拟框架包括三元守恒相场格子玻尔兹曼方法（LBM）的界面跟踪和速度-压力LBM的流体力学，这是验证的基准情况下，如液体透镜和寄生电流周围的静态液滴与几个流行的表面张力公式。我们进一步测试我们的LBM的形态变化的两个液滴最初接触各种铺展因子，并描绘了最终的形态在相图。通过系统地改变扩散因子的符号，可以复制分离的、部分吞没的和完全吞没的形态。上升的气泡和静止的液滴相互作用的基础上，通过施加一个假想的浮力上升的气泡在静止条件下获得的最终形态进行了模拟。结果表明，与部分吞没形态的聚集体相比，具有双乳液形态的气泡-液滴聚集体可以最大限度地减少气泡-液滴聚集体的扭曲，并获得更大的终极速度。
2022-09-08 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
Vortex ring induced large bubble entrainment during drop impact
对于一组有限的撞击条件，撞击到池上的液滴可以捕获与其自身大小一样大的气泡。随后的上升和破裂，这个大气泡起着重要的作用，气溶胶的形成和气体输送的气-海界面。当撞击坑靠近池表面时，就会形成大气泡，并且只有在撞击时长圆形的水滴才会出现。在这里，我们用实验和数值模拟表明，集中涡环，在颈部之间的下降和池，控制的火山口变形和夹断。然而，这不是最强的涡环，负责大气泡，因为它们与池表面的相互作用太强，自毁。更确切地说，是一些较弱的漩涡可以使较深的陨石坑变形，从而夹断大气泡。这些观察结果也解释了为什么从液滴撞击中出现的最强和最具穿透力的涡环不是由扁圆液滴产生的，而是由更长的液滴形状产生的，正如在以前的实验中观察到的那样。
2016-01-08 physics.flu-dyn
Bouncing to coalescence transition for droplet impact onto moving liquid pools
Brown University（布朗大学）；University of Warwick（华威大学）；University of Oxford（牛津大学）
研究液滴撞击运动液体池时，平移运动如何影响弹跳到合并的转变过程，并通过实验和模拟揭示其机制。
2026-01-27 physics.flu-dyn
Impact Dynamics of Droplet Containing Particle Suspensions on Deep Liquid Pool
Northeastern University（东北大学）
研究含玉米淀粉颗粒的悬浮液滴撞击深水液池的动力学，通过改变韦伯数和颗粒体积分数，揭示了与牛顿流体液滴不同的冲击结果相图，并基于流变学分析量化了转变边界。
2026-06-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Coalescence of non-spherical drops with a liquid surface
本研究通过三维数值模拟，探究非球形液滴撞击液池的动力学，发现纵横比和韦伯数影响聚并模式、气泡包裹及子液滴形成，并建立了与自由下落液滴的类比。
2024-03-16 physics.flu-dyn
Fate of Secondary Droplets Produced by High-speed Raindrops Interacting with a Liquid Pool
University of California San Diego（加利福尼亚大学圣地亚哥分校）
研究高速雨滴与液池相互作用产生的二次液滴动力学，发现其尺寸分布与液滴半径呈反比例关系，揭示了液滴捕获和重新合并过程的影响因素。
2026-06-26 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Von Kármán Vortex Street within an Impacting Drop
撞击到液体池上的液滴的飞溅产生一系列不同尺寸的微滴。在高冲击速度下，这些液滴的最重要来源是在冲击开始时从将液滴连接到池的颈部出现的薄液体射流。我们使用超高速视频成像结合高分辨率数值模拟来显示喷出物如何让位于不规则的飞溅。在较高的雷诺数下，其底部变得不稳定，在轴对称的冯卡门涡列中从自由表面将涡环脱落到液体中，从而在形成时破坏喷出物层。
2012-02-29 physics.flu-dyn
Leidenfrost drops on a heated liquid pool
我们表明，一个挥发性的液体滴放置在一个非挥发性的液体池的表面比沸点的下降可以经历一个莱顿弗罗斯特效应，即使是消失的小过热。这样的观察点的基板粗糙度的重要性，在这里考虑的情况下可以忽略不计，在确定的阈值莱顿弗罗斯特温度。为了使实验数据合理化，开发了基于Sobac等人[Phys.Rev.E90，053011（2014）]提出的理论模型。分析了液滴和基底的形状。该模型特别提供了蒸汽膜厚度的定标。对于小液滴，这些结垢似乎与固体基底上的莱顿弗罗斯特液滴的情况相同。对于大滴，相反，它们是不同的，没有证据表明烟囱形成已观察到无论是实验上还是理论上在本研究中考虑的液滴大小的范围内。关于蒸发动力学，半径随时间线性减小，无论滴的大小，这不同于固体基板上的莱顿弗罗斯特下降的情况。对于高过热度，液滴的特征寿命与过热度的关系遵循从模型导出的标度律，但在低过热度时，它偏离了这个标度，而是饱和。
2016-03-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Drop impact entrapment of bubble rings
我们使用超高速视频成像来观察液滴撞击液体层的初始接触。我们通过实验观察到Thoraval等人[Phys. Rev. Lett. 108，264506（2012）]。这些动态变化大多发生在第一次接触后的50 μs内，需要以100万帧/秒的速度成像。对于撞击到薄水层上的水滴，孤立气泡的截留通过方位角不稳定性开始，方位角不稳定性在连接水滴和池的颈部中以低撞击速度形成。对于Re约12 000以上，高达10个部分气泡环已被观察到在底部的喷出物，开始时的接触是约20%的液滴尺寸。对于乙醇或甲醇池，观察到更规则的气泡环。视频成像显示，围绕这些气缸旋转，可以暂时延迟它们破裂成微泡。池中液体的不同折射率揭示了涡的不稳定性以及流向涡和复杂涡缠结的形成。因此，细尺度轴对称被破坏。我们还表明，下降的形状对这些动态有很大的影响。
2012-11-13 physics.flu-dyn
Drop impact onto a substrate wetted by another liquid: Corona detachment from the wall film
使用高速视频系统观察并表征了另一种液体的液滴撞击到薄液膜上。一种新的模式飞溅-一个完整的，同时电晕脱离-已被观察到，这是附近的壁膜的薄层破裂的结果。突然向外和向上位移的薄片导致冠壁的极端拉伸，导致冠壁迅速变薄和破裂。这种破裂触发了泰勒-库里克边缘的传播，这些边缘迅速扩散，相遇，从而同时削弱了整个日冕，导致其分离。用扩散电晕撞击固定针的特殊实验，补充了上述机制的物理证据。一个自洽的理论所观察到的现象，提出并与实验相比，表现出良好的协议。
2021-11-30 physics.flu-dyn
Spreading and engulfment of a viscoelastic film onto a Newtonian droplet
本研究采用保守相场格子玻尔兹曼方法，探究牛顿液滴与黏弹性液膜的接触动力学，发现高聚合物黏度和弛豫时间下液滴动力学对膜厚不敏感，接触线处黏弹性脊呈幂律演化且形状可重标坍缩，揭示了黏弹性应力与界面形状的强关联。
2024-01-31 physics.flu-dyn
Simulation and analytical modeling of high-speed droplet impact onto a surface
针对高速液滴撞击表面的可压缩效应与空化侵蚀建模空白，本研究通过模拟提出融合横向射流特征尺度的转向线半径解析模型，较现有模型预测精度更优，可为相关工业应用提供理论支撑。
2023-11-15 physics.flu-dyn
Morphologies and dynamics of micro-droplet impact onto an idealised scratch
随着喷墨技术发展到产生更小的液滴，诸如意外划痕或制造缺陷等基板特征可能会影响打印的结果，特别是对于需要连续轨道的印刷电子产品。在这里，微滴的沉积到一个划痕的相称的大小进行了研究。划痕被认为是一个矩形横截面的凹槽，与矩形侧脊代表材料从基板上位移，和七个平衡形态被确定为惯性扩散，接触线钉扎，吸入到划痕和毛细流动的结果。一个政权地图的划痕深度和宽度方面构建，和政权边界的理论估计开发适应液滴扩散法的平坦表面占液体进入划痕。与使用GPU加速的三维多相格子Boltzmann模型对已发表的实验进行验证获得的数值结果一致，并探讨了雷诺数，韦伯数和前进和后退接触角的影响。负面和正面的影响，印刷应用的结果进行了讨论，并说明通过多液滴模拟印刷跨越和沿划痕。
2021-09-14 physics.flu-dyn
Splashing phenomena of room temperature liquid metal droplet striking on the pool of the same liquid under ambient air environment
本文研究了室温液态金属液滴撞击大气中相同液体池的流体动力学。为了揭示氧化效应对冲击动力学的影响，进行了一系列的实验。借助高速数码相机记录液滴形状和撞击现象。存储在飞溅结构的冲击能量估计通过一个理论模型和几个形态参数获得的瞬时图像的飞溅。结果表明，RTLM的液滴形状和飞溅形态与水有很大的不同，常温LM池与高温LM池的碰撞动力学也有很大的不同。能量分析揭示了射流高度对流体粘度的高度敏感性，流体同时受到氧化效应和温度效应的影响，从而较好地解释了这一现象。这些基本发现对于RTLM在一系列新兴技术中的应用具有重要意义，例如基于液态金属的喷雾冷却、喷墨印刷电子、界面材料喷涂和涂层、冶金和3D封装等。
2013-09-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Splashing-regime transitions and secondary-droplet scaling in oblique drop impacts on a deep pool
Guangdong Ocean University（广东海洋大学）
该研究通过数值模拟揭示斜向液滴撞击深池时，定向撞击惯性主导溅射 regime 选择，二次液滴破碎遵循共同的毛细-惯性标度律，解释了实验观测到的液滴数标度现象。
2026-09-22 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Impact of Spinning Droplets onto Superhydrophobic Surfaces: Asymmetric Tumbling Rapid Rebound
本文通过数值模拟与实验研究了旋转液滴撞击超疏水表面的动力学，发现旋转导致前部抬升和后部抬升两种翻滚回弹，并揭示了非对称铺展缩短接触时间的机制，建立了预测模型。
2025-07-17 physics.flu-dyn
Impact of a microfluidic jet onto a pendant droplet
高速微流体射流可以通过热空化过程产生：从微流体通道内的液体蒸发，形成快速膨胀的气泡，并通过流动聚焦效应产生射流。在这里，我们研究的影响和横向的悬垂液滴上这样的射流。在冲击时，产生膨胀的空腔，并且在临界冲击速度以上，射流横穿整个液滴。我们预测的临界穿越速度（i）从一个简单的能量平衡和（ii）通过比较的杨拉普拉斯和动态压力在碰撞过程中产生的空腔。我们将模型预测与实验进行对比，在实验中，我们改变了悬垂液滴的液体性质，并找到了良好的一致性。此外，我们评估了表面活性剂和粘弹性效应如何影响临界冲击速度。我们的研究结果是相关的研究无针注射，在类似的速度和尺寸的射流正在使用。鉴于我们系统的简单性，我们可以系统地改变目标属性，并揭示它们对冲击动力学的影响，这在注射到真实皮肤中时是一个真正的挑战。
2021-05-26 physics.flu-dyn
Investigation of drop coalescence via transient shape evolution: A sequential event based approach
当一滴液体被放置在另一个液体表面上时，观察到两种可能的聚结结果。母液滴反弹几次，漂浮，然后消失在液体池中，而不产生子液滴。这被称为完全聚结。另一个结果是从初级液滴本身产生次级液滴。这被称为部分聚结。这种现象的重复作为一个连续的自相似事件也被称为聚结级联。总体而言，完全聚结主要受吞入机制控制，而部分聚结则主要受滑移机制和溶质Marangoni流控制。在这里，我们使用高速摄像机和见证水滴碰撞后的液体池完全聚结，而非离子表面活性剂（TPE20）滴聚结部分。我们还观察到，子液滴生成的数量是表面活性剂浓度的强函数。在这里，我们利用图像来精心解释这两个现象在一个连续的事件为基础的方法使用物理学的基本理解。我们观察到的瞬态演变过程中的每个阶段，并找到形状明智的相似性与许多共同的对象。我们的研究揭示了一些有趣的洞察力的中间机制，并启发这两种现象的显着特点。在这里，我们提出的第一次，额外的不稳定性，由于从表面活性剂下降和向上推力上升的水层滑移由于拉普拉斯压力有助于形成二次液滴。关键词：部分聚结，完全聚结，高速摄影，液滴形态，滑移，拉普拉斯压力。
2015-08-14 physics.flu-dyn
Three-dimensional high speed drop impact onto solid surfaces at arbitrary angles
对水滴高速撞击固体基底时产生的丰富结构进行了数值研究。目前在飞机工业中估计飞机表面上的水收集的方法是基于粒子轨迹计算及其经验扩展，以便近似复杂的流体-结构相互作用。我们进行直接的数值模拟（DNS），在三维空间中使用的流体体积的方法，收集液滴的大小和冲击角度。高速背景气流与液体运动在斜驻点流框架内耦合。对撞击前和撞击后两个阶段的定性和定量特征进行了研究。与Sor等人的研究中得到的实验数据进行了一对一的比较（Journal of Aircraft 52（6），pp. 1838-1846，2015），而结果的主体是使用与飞行条件相关的参数创建的，其中液滴尺寸在从几十微米到几百微米的范围内，如Papadakis等人（AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit 0565，pp. 1-40，2004）。液滴变形，碰撞，聚结和微滴喷射和动力学，所有通常被忽略或经验建模，准确占。特别是，我们确定了新的形态学特征，低于飞溅阈值的制度在建模条件下。然后，我们扩大喷射微滴的数量和分布的变化作为一个功能的影响超过这个阈值的液滴大小。所提出的跌落冲击模型解决了基本层面的关键问题，然而，研究的结论扩展到对飞机表面水动力学的理解，这在遵守飞机安全法规方面具有重要意义。
2018-04-03 physics.flu-dyn
Durotaxis and antidurotaxis droplet motion onto gradient gel-substrates
本研究通过分子动力学模拟，发现凝胶基底刚度梯度可驱动液滴沿梯度（趋硬性）或逆梯度（逆趋硬性）运动，机制涉及界面能最小化，且趋硬性更高效，为微流控等应用提供指导。
2024-08-21 physics.flu-dyn
Dripping-onto-droplet capillary breakup
Mines Paris, PSL University（巴黎矿业大学，PSL大学）
研究滴落至液滴的毛细破裂现象，结合实验、数值模拟和理论分析，揭示不同流态下的破裂机制及影响因素。
2026-05-11 physics.flu-dyn
Two-Color LIF investigation of mixing during droplet impact onto a thin liquid film
Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
本文利用双色激光诱导荧光技术研究液滴撞击薄液膜的混合过程，通过同时测量液膜厚度和标量浓度，揭示早期混合机制，并建立经验关联式描述混合均匀性随雷诺数和液膜厚度的变化。
2026-03-19 physics.flu-dyn
Impacts on viscous fluids: on ejecta, corolla and splashes
我们调查实验和数值模拟的影响，液滴深池的甘油水溶液与可变池粘度和空气压力。通过这种方法，我们能够解决从低粘度液体到几乎固体连续过渡的基板上的跌落冲击。我们表明，从影响点蔓延的通用花冠由两个不同的片，即喷出物片喂的滴液和第二片喂的基板液体，这在单独的时间尺度上发展。这两个片在不同程度上有助于花冠整体动态和飞溅，特别是取决于两种液体之间的粘度比。
2018-12-19 physics.flu-dyn
Heat transport during drop impact onto a heated wall covered with an electrospun nanofiber mat: The influence of wall superheat, impact velocity, and mat thickness
本研究探讨了单液滴撞击覆盖电纺纳米纤维垫加热壁面时的传热机制，发现壁面过热和撞击速度会导致液滴穿透或被蒸汽阻隔两种情况，且穿透发生时总传输热量显著增加。
2023-11-20 physics.flu-dyn
Direct Numerical Simulations of Droplet Impact onto Heated Surfaces using the Program Free Surface 3D (FS3D)
本研究使用FS3D程序对液滴撞击加热表面进行直接数值模拟，分析最大铺展直径，并通过混合并行化和红黑优化提升计算性能，新版本扩展至256节点，性能提升35%。
2025-02-26 physics.flu-dyn
Solidification of liquid metal drops during impact
热的液态金属液滴撞击到冷的基底上，在其随后的扩散期间固化。在这里，我们实验研究的影响，凝固的影响的结果的影响事件。液态锡滴被撞击到不同温度的蓝宝石衬底上。从侧面和下面都可以看到冲击，这为凝固过程提供了独特的视角。在伸展过程中，一种有趣的放射状韧带图案从水滴中心迅速凝固。这种模式决定了溅射的后期形态。滴扩展和韧带形成的定量分析支持缩放参数。最后，提供了作为衬底温度和冲击速度的函数的液滴弹跳、沉积和飞溅的相图。
2019-10-14 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
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
Short time dynamics of water coalescence on a flat water pool
聚结是一种重要的流体动力学现象，在自然界和工业中经常发生。在这里，我们提供了一个实验研究的水聚结的短时间动力学，特别是当水滴接触到一个平坦的水面，通过利用高分辨率高穿透超快X射线显微镜。我们的研究结果表明，一个极端的曲率之间的差异下降和平坦的表面可以显着修改水聚结，这是在现有的理论意想不到的流体动力学的可能性。我们提出了一个合理的解释，为什么聚结可以修改一个极端的曲率差异。
2016-04-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Birth of a bubble: Drop impact onto a thin liquid film for an immiscible three-fluid system
研究不可混溶三流体系统中液滴冲击薄液膜时气泡形成的机制，通过数值模拟揭示液膜变形和气层润滑对气泡形成的关键作用。
2025-12-07 physics.flu-dyn
Effect of surfactant kinetics on the wetting following the drop impact onto rough surfaces
Universidad de Extremadura（埃斯特雷马杜拉大学）
实验研究了表面活性剂动力学对液滴撞击粗糙表面后润湿的影响，发现动态表面张力差异在高浓度下显著影响铺展和最终覆盖面积，Surfynol 465效果最明显。
2026-07-03 physics.flu-dyn
Triple condensate halo from water droplets impacting on cold surfaces
了解水滴在固体表面上沉积的动力学从基础和实践的观点都是重要的。虽然水滴在加热表面上的沉积被广泛研究，但在冷表面上沉积水滴的特性以及导致这种行为的现象仍然难以捉摸。在这里，我们报告的形成过程中观察到的水滴沉积到一个冷的表面上的三重冷凝晕，由于液滴的冲击动力学和蒸汽扩散之间的相互作用。两个随后的冷凝阶段发生在液滴扩散和冷却过程中，产生了这个独特的冷凝晕与三个独特的带。我们进一步提出了一个尺度模型来解释每个带的大小，并通过不同的碰撞速度和不同的衬底温度的液滴的实验验证了模型。通过对液滴碰撞动力学和凝结过程的实验和理论研究，揭示了液滴、蒸汽和基体之间的传质和传热规律，为换热装置的设计提供了新的思路。
2018-06-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dripping-onto-droplet rheometry of sodium alginate solutions
Mines Paris, PSL University（巴黎矿业学院，巴黎文理研究大学）；Universidade Estadual Paulista ‘Julio de Mesquita Filho’（圣保罗州立大学）；Universidade Federal do Rio de Janeiro（里约热内卢联邦大学）
通过滴落-到-液滴毛细管破裂流变学测量海藻酸钠溶液的拉伸松弛时间，识别出三种流动状态，并建立关联断裂时间与德博拉数的二维图。
2026-07-07 physics.flu-dyn
Drop impact onto a heated surface in a depressurized environment
本研究探讨了减压环境中液滴撞击加热表面的现象，利用新开发的Fe-Ni薄膜热电偶阵列和TIR成像技术揭示了魔毯破碎过程中气泡生长、微液滴形成及表面温度变化的机制。
2024-11-13 physics.flu-dyn
Dynamics of Hanging Droplets from Liquid Interfaces
利用三维数值模拟研究了较重液滴撞击较轻液体深池的过程。前所未有的任何数值模拟，我们证明，较重的液滴可以挂在一个较轻的液体表面使用表面张力。探讨了重液滴的碰撞现象及其随尺寸和释放高度的变化规律。还制定了一个理论模型，以了解不同形式的能量与悬滴的作用。我们进一步解析求解悬挂液滴的力平衡方程，并证明从我们的模拟得到的结果与解析解非常吻合。这项研究在许多领域提供了机会，包括药物和基因递送、生物分子封装、微流体、软机器人和漏油补救。
2022-07-07 physics.flu-dyn
What am I? Supercooled droplet or ice?
在这个流体动力学视频中，我们展示了一个过冷液体水滴对超疏水表面的把戏。水滴表现出双重人格，第一次以液态撞击到表面，然后以冻结的冰晶再次撞击。
2013-10-11 physics.flu-dyn
Unidirectional Droplet Propulsion onto Gradient Brushes without External Energy Supply
使用广泛的分子动力学模拟的粗粒度模型，我们证明了持续的单向运动（durotaxis）的液滴没有外部能量供应时，放置在聚合物刷基板上的刚度梯度在一定的方向上的可能性。被发现的特定基板设计的研究，确定的durotaxis效率的主要参数是接枝密度的刷子和液滴粘附到刷子表面，而刚度梯度的强度，液滴的粘度，或刷的聚合物链的长度只有很小的影响的过程。它示出，这种durotaxial运动是由液滴和刷子之间的界面能的稳定增加驱动的液滴移动从软到硬的部分的基板，从而平均驱动力逐渐下降，降低刷表面的粗糙度。我们预计，我们的研究结果表明，在没有外部能源供应的纳米级运动领域的进一步可能性。
2023-03-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Droplet impact onto a spring-supported plate: analysis and simulations
液滴在柔性基底上的高速冲击是具有实际重要性的高度非线性过程，其在流体-结构相互作用的背景下提出了强大的建模挑战。我们提出了两种方法，旨在调查规范系统的液滴撞击到刚性板支持的弹簧和阻尼器：匹配渐近展开和直接数值模拟（DNS）。在前者中，我们推导出一个概括的无粘瓦格纳理论近似的流动行为在早期阶段的影响。在后者中，我们执行了详细的DNS，旨在验证分析框架，并提供了对所提出的数学模型无法达到的后期的洞察。从这两种方法中，我们观察到强烈的影响，板的质量，阻尼器的电阻和弹簧的刚度对固体的运动，经历强迫阻尼振荡。此外，我们研究如何板运动影响的液滴的动力学，主要是通过改变其内部的流体动力学压力分布。我们建立在这些技术之间的相互作用，证明了一种混合的方法，导致改进的模型和计算的发展，以及结果的解释，在多个长度和时间尺度。
2020-09-21 math.AP 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
Antidurotaxis Droplet Motion onto Gradient Brush Substrates
本研究提出一种新型聚合物刷基底设计，通过分子动力学模拟发现其可实现液滴从硬到软的反硬趋性运动，该运动由接枝密度梯度调控、源于界面能最小化，为液滴自主运动相关应用提供新思路。
2023-11-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Initial surface deformations during impact on a liquid pool
本文通过微扰分析研究固体球接近液池时自由表面的初始变形，在Stokes流动与势流两种极限下推导表面时空演化，恢复气泡截留标度律，并指出气泡体积主要由气体黏性决定。
2015-03-19 physics.flu-dyn
Droplet settling on solids coated with a soft layer
空气中的液滴在软基底上的重力沉降是与许多自然过程和工程应用相关的普遍存在的事件。我们研究这一现象，通过开发一个三相润滑模型的液滴沉降到固体基底上的薄软层所代表的粘性膜，弹性可压缩层和弹性片支持的粘性膜。通过结合尺度分析，分析方法，和数值模拟，我们阐明了所产生的液滴动力学是如何受到软层的性质。我们发现，这些软层可以显着影响重力沉降过程中的液滴形状。当存在软层的变形的线性响应时，与液滴沉降到刚性基底上的情况相比，空气层需要更长的时间排出。我们的研究结果提供了新的见解液滴和固体之间的耦合相互作用的薄膜覆盖的软材料。
2021-06-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Nucleation stage in supersaturated vapor with inhomogeneities due to nonstationary diffusion onto growing droplets
考虑到由于非稳态扩散到生长液滴上而引起的耗尽所引起的蒸汽浓度不均匀性，给出了瞬时产生过饱和的过饱和蒸汽中的成核阶段的解析描述。该描述表明，新液滴的成核强度在围绕先前成核的液滴的一定尺寸的球形扩散区域中被抑制，并且在蒸气-气体介质的剩余体积中保持在初始水平。从成核排除的体积的值取决于显式形式的蒸汽浓度分布在周围的空间中的增长液滴，和我们使用的非定常自相似解的时间相关的扩散方程的对流项描述的气体-蒸汽混合物的流动所造成的单个增长液滴的移动表面。发现了核化阶段末期相变的主要特征，并与均质蒸汽消耗核化理论（平均场蒸汽过饱和理论）进行了比较。
2013-09-12 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph physics.flu-dyn
A computational study of high-speed microdroplet impact onto a smooth solid surface
使用OpenFOAM CFD软件包的interFoam VoF求解器计算了高速微液滴撞击光滑固体表面的数值解。液体微滴随着冲击气流向固体表面移动，模拟Optomec气溶胶喷射印刷过程中墨滴通过准直雾射流沉积到基底上的情况。最大扩散因子的计算值，气溶胶喷射印刷的实际利益的参数范围内，发现在很好的协议与一些以前的作者在文献中提出的相关公式。将从不同作者中选择的公式与适当的修改相结合，得到了最大扩散因子公式，该公式可用于气溶胶喷射技术开发过程中沉积液滴尺寸的一阶评估。计算结果还说明了液滴的冲击动力学与整个蔓延，后退松弛，润湿平衡相，一致的观察和描述的许多以前的作者与薄片形状的演变。这表明一个尺度不变的性质的基本液滴的影响行为，使实验与较大的液滴在相同的无量纲参数值可以被认为是研究微液滴的冲击动力学。当液滴粘度相对较低时，可以观察到显著的自由表面振荡。在Ohnesorge数为0.25左右时，自由表面周期振荡与非周期蠕动到毛细平衡自由表面形状之间的分界线出现。后退后的液滴反弹是由固体表面处的大接触角引起的（与文献中报道的结果一致），但可以通过增加液滴粘度来抑制。
2016-02-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Drop Impact on Liquid Surfaces: Formation of Lens and Spherical Drops at the Air-Liquid Interface
在不混溶液体的空气-液体界面处的液滴通常形成部分浸没的透镜形状（例如，油上的水）。除了这种结构之外，我们还表明，从目标液体上方的临界高度释放的液滴可以承受冲击，并且尽管经历了大的变形，但最终在表面上方保持球形的球形构型。球形液滴是不稳定的，并且由于轻微的扰动而将转变成透镜模式。使用具有各种尖端直径尺寸的精密分配针将去离子水的悬垂液滴释放到氟碳化合物液体（FC-43，3 M）的表面上。发现喷嘴尖端直径与释放的液滴直径之间存在立方关系。用高速摄像机以每秒2000帧的速度记录跌落冲击。为了使水滴承受冲击并在目标液体池的表面处保持球形配置，要求它们具有临界尺寸并从一定高度释放;否则通常观察到的透镜形状的液滴将在表面处形成。
2010-10-15 physics.flu-dyn
