On explosive boiling of a multicomponent Leidenfrost drop
多组分燃料滴的气化在各种能源相关技术中是相关的。与此过程相关的一个有趣的现象是液滴的自诱导爆炸，产生大量较小的二次液滴，这促进了整体燃料雾化，因此提高了燃烧效率并减少了液体燃料发动机的排放。在这里，我们研究了一个独特的爆炸性气化过程的三组分液滴组成的水，乙醇和油（“茴香酒”），通过高速监测整个气化事件发生在控制良好，悬浮莱顿弗罗斯特状态过热板。据观察，最易挥发的组分，乙醇的优先蒸发，触发成核的油微滴/纳米滴在剩余的下降，这，因此，成为一个不透明的水包油微乳液。微小的油滴随后聚结成一个大的油滴，反过来又包裹住残余的水。由于包封的油层，液滴不能再产生足够的蒸汽使其悬浮，因此，液滴下落并接触过热的表面。直接的热接触导致液滴内部形成蒸汽泡，并因此在最后阶段液滴爆炸。
2021-01-28 physics.flu-dyn
Influence of surfactants on the electrohydrodynamic stretching of water drops in oil
在本文中，我们提出了实验和数值研究的电流体动力学拉伸的亚毫米大小的盐水滴，浸泡在油中添加非离子表面活性剂，并受到突然施加的电场的幅度接近1千伏/毫米。电场强度和表面活性剂浓度覆盖了从0到液滴崩解极限的电毛细管数（$Ca_E$）的整个范围。结果与Taylor（1964）的分析结果作了比较，Taylor（1964）的分析结果预言了渐近变形是$Ca_E$的函数。我们发现，添加表面活性剂阻尼的瞬态振荡和液滴可能会被拉伸稍微超过泰勒发现的稳定极限。我们继续研究阻尼的振荡，并表明，增加表面活性剂的浓度具有双重效果，首先增加在低浓度的阻尼，然后增加在较高浓度的渐近变形。我们解释这一点，通过比较的Marangoni力和界面张力的下降变形。最后，我们在实验中观察到一个显着的滞后效应时，油滴与大浓度的表面活性剂进行反复变形与增加电场强度。这种效应既不是由于流动，也不是由于界面表面活性剂的输送。
2017-11-28 physics.flu-dyn
Surfactant-assisted spreading of an oil-in-water emulsion on the surface of a liquid bath
这段流体动力学视频展示了由离子表面活性剂稳定的水包油乳液如何在纯水层的自由表面上展开。这种扩散显示出两个有趣的特征：油滴源周围有一个透明区域，一旦油滴源排空，油滴层就会迅速收缩。我们表明，蔓延的动力学与表面活性剂的界面/本体性质密切相关。
2010-10-15 physics.flu-dyn
Bursting Drops
本研究揭示油滴在液—气界面破裂时的反向射流与主体内子液滴生成机制，阐明黏度和微粒的抑制作用，并展示其在 Pickering 液滴、双重乳液及雨滴撞膜研究中的应用。
2024-10-28 physics.flu-dyn
Evaporating pure, binary and ternary droplets: thermal effects and axial symmetry breaking
希腊开胃酒Ouzo不仅以其独特的茴香风味而闻名，而且当加入水时，它能够从透明的可混溶液体变成乳白色的乳液。最近，已经表明，这种所谓的乌佐效应，即油微滴的自发乳化，也可以通过蒸发的固着乌佐液滴中的乙醇的优先蒸发来触发，导致具有多个相变的令人惊讶的丰富干燥过程[H. Tan等人，Proc. Natl. Acad. Sci. USA 113（31）（2016）8642]。由于接触线附近的蒸发增强，油滴的成核在边缘处开始，这导致油环环绕液滴。此外，油滴通过快速溶质Marangoni流平流通过Ouzo滴。在这篇文章中，我们调查蒸发的混合物液滴更详细，通过连续增加混合物的复杂性，从纯水超过二元水-乙醇混合物的三元乌佐混合物（水，乙醇和茴香油）。特别是，轴对称和全三维有限元方法模拟已经进行了这些液滴讨论的热效应和复杂的流动液滴驱动的相互作用的优先蒸发，蒸发冷却和溶质和热Marangoni流。通过使用图像分析技术和微型PIV测量，我们能够比较数值预测的体积演变和速度场与实验数据。通过共聚焦显微镜进一步研究了Ouzo液滴。结果表明，油环的出现主要是由于聚结。
2017-06-21 physics.flu-dyn
Oil filaments produced by an impeller in a water stirred thank
在本视频中，介绍了在圆柱形罐中使用Scaba叶轮将油相分散在水中的机理。使用蓖麻油（粘度= 500 mPas），雷诺数固定为24，000。这一过程用高速摄像机记录下来。最初，油处于空气-水界面。在搅拌开始时，油被拖到液体主体中并围绕叶轮轴旋转，然后被径向推入由叶轮喷射的流中。在该区域中，流动是湍流的，并且表现出有助于延长油相的速度梯度。粘性细丝产生并从叶轮排出。此后，长丝伸长并断裂以形成液滴。在所有油相中重复该过程，并将液滴掺入分散体中。在水箱中可以识别出两个主要区域：以高湍流度为特征的叶轮排放区和出现低速梯度的其余流动区。在这一区域，表面力占主导地位的惯性，和滴成为球状。
2010-10-18 physics.flu-dyn
Water Drop on Thin Viscous Oil Layers: From Stick-Slip Spreading to Dewetting
本研究通过实验探究水滴在硅油涂层表面的铺展行为，发现初始阶段低撞击能量下液滴边缘呈粘滑动力学特征，长期则由油的去润湿主导最终铺展至油层下方，且二次铺展延迟与韦伯数无关，为水油相互作用研究提供新见解。
2024-11-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Modulating outcomes of oil drops bursting at a water-air interface
Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Illinois at Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校机械与工业工程系）
本研究通过引入亲水性粘土颗粒或利用有限厚度油膜，调控油滴在水-空气界面的破裂级联过程，并建立相图与理论判据，服务于油水分离和乳化稳定性控制。
2024-10-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Active coating of a water drop by an oil film using a MHz-frequency surface acoustic wave
我们采用毫米级的压电声致动器，它产生MHz频率的表面声波（SAW）在固体基板，积极涂层一滴水的宏观膜的硅油作为一个小规模和低功率的涂层系统的范例。我们建立在以前的研究声表面波引起的动态润湿的固体基质，也被称为声润湿现象，积极驱动模型低表面能液体-硅油-涂层模型液体对象-固着水滴。油膜沿着SAW传播的路径扩展并与置于其路径中的液滴接触。SAW的强度决定了宏观厚油膜爬过液滴以部分或全部覆盖其表面的速率和程度。油膜对液滴的动态润湿受声学、毛细管和重力贡献之间的平衡支配。引入水滴作为待涂覆的物体表明通过采用SAW涂覆液相物体的机会，并表明由SAW致动的油膜可以横穿弯曲的物体和液体表面。
2023-01-22 cond-mat.soft 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
Evaporation-triggered microdroplet nucleation and the four life phases of an evaporating Ouzo drop
蒸发液滴在自然界和技术中无处不在，例如在喷墨打印、涂覆、材料沉积、医疗诊断、农业、食品工业、化妆品或液体溢出中。虽然在过去的二十年里，人们已经深入研究了纯液体、具有分散颗粒的液体或甚至液体混合物的蒸发，但是还没有探索具有不同挥发性和互溶度的液体的三元混合物的蒸发。在这里，我们表明，这种三元混合物的蒸发可以触发一个相变和混合物的组成部分之一的微滴的成核。作为模型系统，我们选择了一个固着的乌佐液滴（从日常生活中已知-水，乙醇和茴香油的透明混合物），并揭示和理论上解释其四个生命阶段：在第一阶段，球形帽状液滴保持透明，而更易挥发的乙醇蒸发，由于那里的奇异性，优先在滴的边缘。这导致局部乙醇浓度降低，并相应地导致油滴在那里成核。这是第二阶段的开始，在第二阶段中，油微滴在整个液滴中迅速成核，导致其乳白色，这是所谓的“Ouzo效应”的典型代表。一旦所有乙醇蒸发，现在具有特征性非球形帽形状的液滴再次变得清晰，水滴位于油环上（阶段III），完成相转化。最后，在第四阶段，所有的水都蒸发了，留下一个微小的球形油滴。
2017-06-05 physics.flu-dyn
Effect of dispersants on bacterial colonization of oil droplets: a microfluidic approach
不混溶油的细菌生物降解需要细胞液滴接触、表面附着和烃代谢。化学分散剂被应用于溢油，以减少平均分散液滴的大小，从而增加附着的可用表面积，以促进细菌的生物降解。然而，它们的有效性仍然存在争议，因为研究表明，分散剂可以抑制，增强或对生物降解没有影响。因此，问题仍然存在于分散剂是否影响表面附着或细胞活力。在这里，使用微流控和延时显微镜，我们直接观察附着和生长的海洋细菌，\emph{Alcanivorax borkumensis}，在静止的原油液滴（$5$ \textmu m $< R < 150$ \textmu m）在Corestin 9500的存在下。我们发现，平均殖民时间，或时间组成的遭遇，附件，和增长，是依赖于液滴的大小，主要是由扩散的遭遇。我们的研究结果表明，分散剂不抑制或增强这些生物物理过程。
2022-01-31 physics.bio-ph physics.flu-dyn
Studying Macro- and Mesoscopic Wetting Dynamics of a Spreading Oil Droplet Using Multiple Wavelength Interferometry
本研究提出一种基于多波长的干涉测量技术，能够精确捕获纳升级铺展液滴的瞬态自由表面轮廓与局部液膜厚度，并可靠测量不同毛细管数下随时间变化的三维液滴形状及接触角。
2023-09-21 physics.flu-dyn
Self-wrapping of an ouzo drop induced by evaporation on a superamphiphobic surface
多组分液滴的蒸发对于各种技术至关重要，并且由于其在自然界中的普遍存在而具有许多潜在应用。超双疏表面，即超疏水和超疏油的表面，不仅可以为水滴而且可以为油滴提供低润湿性。在本文中，我们的实验，数值和理论研究的蒸发过程中毫米级的无柄乌佐滴（透明的混合物的水，乙醇，和反式茴香脑）与低润湿性的超双疏表面。蒸发触发的茴香酒效应，即低于特定乙醇浓度的油微滴的自发乳化，由于水和乙醇之间的蒸发通量分布和挥发性差异，优先发生在液滴的顶点。数值模拟也再现了这一观察结果。茴香酒滴的体积减小的特征在于两个不同的斜率。最初的陡峭斜率主要是由乙醇的蒸发引起的，其次是水的蒸发较慢。在后期，由于马兰戈尼力，油包裹在液滴周围，形成油壳。我们提出了一个近似的扩散模型的干燥特性，预测的蒸发液滴与实验和数值模拟结果一致。这项工作提供了一个先进的理解茴香酒（多组分）滴的蒸发过程。
2017-06-05 physics.flu-dyn
Experimental and computational studies of water drops falling through model oil with surfactant and subjected to an electric field
单个亚毫米大小的水滴在经受电场时下落穿过粘性油的行为对于诸如原油电聚结器的工业应用是至关重要的。详细的研究，实验和计算，已经进行了以前，但一个经常具有挑战性的问题一直是流体的特性。正如许多作者所指出的，即使对于非常纯的模型油，也很难有完全清洁的水-油系统，并且微量化学品的存在可能会显著改变界面行为。在这项工作中，我们考虑了一个良好的表征水-油系统，其中控制量的表面活性剂（司盘80）已被添加到油。该添加物支配油中的任何痕量污染物，使得界面行为也可以被很好地表征。我们提出的实验结果和相应的两相流模拟的下降水滴覆盖在表面活性剂和受到单极方波电压脉冲。结果进行了比较，发现表面活性剂浓度低于临界胶束浓度的良好协议。
2014-05-05 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Electrophoretic mobility of a water-in-oil droplet separately affected by the net charge and surface charge density
本文通过德拜-休克尔线性化解析研究油包水液滴电泳迁移率，发现其分别受净电荷和表面电荷密度影响，并揭示内部双电层对电泳的反向贡献，结合文献实验数据验证了理论。
2023-05-25 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Using wetting and ultrasonic waves to extract oil from oil/water mixtures
Universidad de Extremadura（埃斯特雷马杜拉大学）；New Jersey Institute of Technology（新泽西理工学院）；Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires（布宜诺斯艾利斯省中央国立大学）
利用超声波和润湿性原理提取油水混合物中的油，通过声润湿现象提高油分离效率，为油水分离提供新方法。
2026-02-02 physics.flu-dyn
High-Speed Imagery Analysis of Droplet Impact on Van der Waals and Non-Van der Waals Soft-Textured Oil-Infused Surfaces
Indian Institute of Technology (IIT) Goa（印度果阿理工学院）
研究通过高速影像分析液滴撞击不同表面功能化处理对液滴撞击行为的影响，发现油吸收能力影响液滴反弹性能，SO-5cSt油能稳定润滑层促进完全反弹，而十六烷油则随时间逐渐失去油导致反弹性能下降。
2026-03-26 cond-mat.mtrl-sci physics.flu-dyn
Vaporization dynamics of a super-heated water-in-oil droplet: modeling and numerical solution
本文通过耦合气泡生长运动方程与相变热力学及对流传热方程，建立了过热液滴蒸发的半解析模型，揭示了不同过热条件下热物性对蒸发速率的影响及完全蒸发时的气泡过冲现象。
2024-04-26 physics.flu-dyn
Flow coupling between active and passive fluids across water-oil interfaces
被油包围的活性液滴可以自发地形成循环流动。然而，周围石油的动力学及其对活性流体的影响仍然知之甚少。为了研究主动流体和被动油之间在它们的界面上的相互作用，将驱动蛋白驱动的基于微管的主动流体液滴浸入油中并压缩成圆柱状形状。液滴的几何形状支持intradroplet循环流动，但循环被抑制时，围绕液滴的油层的厚度减少。示踪剂和网络结构分析和连续介质模型的基础上的动力学的自伸长杆的实验表明，流动过渡导致的流动耦合之间的界面的活性流体和油，与毫米级的耦合长度。此外，还开发了两种新型的毫流体装置，可以实时触发和抑制液滴内循环流动：一种是通过改变周围油层的厚度，另一种是通过局部变形液滴。这项工作突出了界面动力学在主动流体液滴系统中的作用，并表明液滴内的循环流动可以受到主动流体和油之间的界面上的毫米级流动耦合的影响。
2021-05-26 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Enhanced singular jet formation in oil-coated bubble bursting
本文发现油涂层气泡破裂可产生微米级射流液滴，揭示了油层引起的奇异空腔坍塌动力学机制，并指出其可能增强跨界面物质通量与气溶胶传播。
2022-11-16 physics.flu-dyn
Microdroplets nucleation by dissolution of a multicomponent drop in a host liquid
主液体中的多组分液滴在各种技术应用中是非常相关的。它们的溶解或生长动力学是复杂的。液滴组分之间的溶解度差异与溶质马兰戈尼效应和自然对流相结合，有助于这种复杂性，其甚至可以与茴香酒效应相结合进一步增加，即，在三元体系中，由于成分依赖的结晶性，微滴自发成核。定量地了解这一组合过程对于工业应用，特别是对于现代液-液微萃取过程具有重要意义。在这项工作中，作为一个模型系统，我们从实验和理论上探讨了水/乙醇滴溶解在茴香脑油。在溶解过程中，我们观察到两种类型的微滴成核，即在周围的油中的水微滴成核在滴中间高度和油微滴成核在水性滴，再次在中间高度。成核的油微滴由水性液滴内的Marangoni流驱动并演变成微滴环。本文提出了一个一维多相多组分扩散模型，并结合热力学平衡理论来预测由扩散引发的自发乳化行为，即微滴成核。的规模分析与实验研究的系统的流体动力学揭示，无论是溶质Marangoni流内的下降和浮力驱动的流量在主机液体的影响扩散触发的乳化过程。我们的工作提供了一个物理理解的微滴成核溶解的多组分滴在宿主液体。
2018-11-08 physics.flu-dyn
Spreading and absorption of silicone oil droplets on silicone elastomer films
McMaster University（麦克马斯特大学）；University of Guelph（圭尔夫大学）；ESPCI Paris, PSL Research University（巴黎高等物理化工学院，PSL研究大学）
研究硅油液滴在软硅弹性体薄膜上的扩散与吸收行为，揭示了薄膜厚度变化对扩散动力学的影响。
2026-01-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Electric-field-induced turbulent energy cascade in an oil-in-oil emulsion
我们观察到电流体动力驱动的湍流在低雷诺数的双流体乳液组成的微米级液滴。在存在电场的情况下，液滴产生相互作用的流体动力学流动，这导致在比单个液滴的尺寸大得多的空间尺度上的动态组织。我们的特点与这些结构的动态视频成像和同时，在原位，测量的时间变化的体积雷诺应力与流变仪。结果表明，在空间和时间的能量谱标度不变性。
2014-12-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Deformation dynamics of an oil droplet into a crescent shape during intermittent motion
本研究针对含樟脑和油红O的石蜡液滴在水面的间歇新月形变形运动，通过定量分析与悬滴法测量，揭示了界面张力变化与樟脑流出驱动力降低共同作用的机制。
2024-10-05 cond-mat.soft nlin.PS physics.flu-dyn
Hydrodynamic-colloidal interactions of an oil droplet and a membrane surface
了解液滴和膜之间的流体动力学应力和胶体相互作用的影响将为更好地设计膜表面和工艺条件提供信息。使用长波流体动力学描述，结合润湿性和静电排斥，我们数值研究液滴形状和膜特性对膜表面的整体排斥吸引力的影响。一个稳定的相图分类稳定-不稳定的液滴形状和调查是否有可逆的沉积液滴到膜上。
2020-03-23 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Deformation modes of an oil-water interface under a local electric field: From Taylor cones to surface dimples
流体界面在足够强的电场下分解，导致电流体动力学（EHD）尖端流。泰勒锥，从锥尖的尖端发射带电液滴，是EHD不稳定性中最突出和研究最充分的例子。在液-液系统中，可以观察到比简单的泰勒锥更复杂的界面变形模式，界面被推离电极，并且从凹坑的边缘出现额外的锥结构。在这篇文章中，我们调查这些变形模式背后的机制，实验和数值模拟，并证明液滴的存在触发界面处的凹坑。为了表征基本过程，我们用具有规定电解质体积流量的中空金属针代替针电极。浸没式电喷雾将具有不同离子浓度的KCl水溶液的液滴引入具有不同粘度的硅油中。通过测量相应的电流和光学调查的界面变形，我们研究了系统响应的离子浓度，粘度，外加电压以及流速的变化。除了实验，我们使用有限元求解器和计算由于油相中的液滴的电荷传输。进一步计算了流场、电势分布和界面变形。在我们的模型与粒子跟踪测速数据的油相内的流动校准后，我们重现实验观察到的酒窝在液-液界面。总之，这项工作突出了当液-液界面暴露于局部电场时观察到的复杂动态模式的带电液滴的重要性。
2022-01-04 physics.flu-dyn
Computational fluid dynamics investigation of bitumen residues in oil sands tailings transport in an industrial horizontal pipe
油砂尾矿中的沥青残留物可能对环境构成威胁，因此在处置前将其与尾矿分离至关重要。然而，尾矿浆中的低沥青浓度和四相混合物的复杂输送特性使得该过程困难。建立了工业规模油砂尾矿管道的欧拉-欧拉CFD模型。对载体-固体和固体-沥青拖曳模型的选择进行了全面的敏感性分析。小颗粒尺寸和大颗粒尺寸的组合（即，75和700 μ m）和沥青液滴尺寸（即，400 μ m）在速度分布和压降方面与现场数据具有良好的一致性。随后将验证的模型扩展到研究第二阶段的影响（即，沥青液滴和气泡）对尾矿管道中流动特性的影响。研究范围包括沥青液滴尺寸（100-400 μ m）、沥青分数（0.0025-0.1）、气泡尺寸（5-1000 μ m）和气泡分数（0.0025-0.3），并揭示了它们对速度、固体和沥青分布的影响。对于500 μ m的最佳气泡尺寸，从管道横截面的顶部50%获得59%的最大回收率，从管道横截面的顶部75%获得83%的最大回收率。本研究表明，沥青的优先分布，并提供了有价值的见解沥青回收工业规模的尾矿管道。
2022-10-28 physics.flu-dyn
A fountain of droplets
将容器倒置放入50 cSt硅油池中。然后，一个空气钟被创建。该钟状物以60 Hz垂直摇动，导致空气/油界面的振荡。浸没容器的边缘产生表面波，该表面波朝向钟形件的中心传播。当振荡的振幅增大时，波的振幅增大。我们研究了连续边之间的角度对波图案的影响。研究了两种容器：三棱柱和方柱。空气/油弯月面的形状取决于所考虑的棱镜的侧面之间的角度。随着振荡幅度的增加，三线（固体与空气/油界面之间的接触线）上下移动。在给定的加速度以上（取决于浸没深度和容器形状），波在钟形件的角边缘下行进。在振荡期间，在边缘处产生的波呈现出最终导致射流和液滴喷射的奇点。每振荡一次就喷出一滴。随着振幅的进一步增加，可以产生更复杂的喷射。这是一个示例arXiv文章，说明了流体动力学视频的使用。
2010-10-15 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
Modeling the impact of dilution on the microbial degradation time of dispersed oil in marine environments
分散剂有助于原油质量的分解，并增加细菌降解海洋环境中不溶性烃的可用界面表面积。然而，这种普遍的观点忽略了细菌和油滴之间的微观相互作用的关键方面，特别是这些元素之间的接触，这些元素是发生降解所必需的。本章讨论了在自然环境中发生的快速稀释条件下悬浮油滴的碳氢化合物消耗的生物物理模型。该模型的基础上，其中包括典型的生物生长参数，稀释被发现产生一个有效的延迟约一周的生物降解的开始。由于稀释，油浓度的稳定和快速降低被发现超过了由降解油滴的定殖产生的油降解细菌的产生，从而使该过程保持在细菌限制的状态。该机理模型为更好地理解稀油环境中的微尺度生物降解提供了基线，并有助于为海洋系统中的缓解策略设计提供信息。
2019-08-21 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Airborne Ouzo: Evaporation-induced emulsification and phase separation dynamics of ternary droplets in acoustic levitation
本研究通过实验探究声悬浮Ouzo三元液滴的蒸发动力学，揭示其蒸发的四个阶段并分析乳化过程，证明声悬浮适用于空中物理化学操控。
2023-12-20 physics.flu-dyn
Supporting Information: Short and long time drop dynamics on lubricated substrates
支持信息：润滑基材上的短时和长时液滴动力学
2013-10-24 physics.flu-dyn
Levitating Drop in a Tilted Rotating Tank - Gallery of Fluid Motion Entry V044
内径D = 4英寸的圆柱形丙烯酸储罐。安装成其对称轴线与垂直面成一定角度。混合罐与[1]中所述的相同。向混合罐中加入200 mL 1000 cSt硅油，并在油体积中加入5 mL去离子水。允许水滴静止，然后电机以固定频率= 0.3 Hz绕其对称轴旋转罐。因此，雷诺数固定在Re ~ 5左右，产生层流条件。CCD相机（PixeLink）用于捕获每个实验的视频。
2011-10-16 physics.flu-dyn
Breakup of oil slicks on wavy water surfaces
本研究提出水波运动在溢油扩散早中期影响显著的假设，通过薄膜近似证明水波促进浮油扩散、快速降低油膜厚度，该机制作为乳化前驱可加速溢油分散为乳状液滴。
2024-03-11 physics.flu-dyn
Imaging method for interface rheological characterization
本文研究了水中油滴从毛细管中释放后的自由阻尼振荡。考虑纯庚烷液滴和稀释的原油液滴（在第二种情况下，界面被两亲性物质，原油的天然组分覆盖）。通过高速摄像机拍摄液滴的阴影图像，并通过图像处理检测液滴轮廓。然后将轴对称液滴形状分解成球谐函数，球谐函数构成由瑞利-兰姆理论预测的本征振荡模式。然后得到每个模式的时间演化。精确地确定了主模态（n=2）的频率和阻尼率，并与理论值进行了比较。对于纯庚烷液滴，频率的理论值与实验吻合良好，而阻尼率被理论显著低估。实验结果清楚地表明，不同的模式耦合。因此，能量从模式n=2转移到n=3，这可能解释了所观察到的阻尼率的增强。的界面粘弹性行为，诱导吸附的两亲性物种的自由振荡的效果进行了检查。在实验条件（小振幅振荡和适度老化）下未观察到显著影响。
2008-06-18 physics.flu-dyn
Hydration lubrication of polyzwitterionic brushes leads to nearly friction- and adhesion-free droplet motion
近年来，在疏油超疏油表面的设计和应用方面取得了很大的进展。聚两性离子刷表面特别令人感兴趣，因为它们即使在没有微米/纳米结构的情况下也能够在水下排斥油。这种水下超疏油性的起源是由于油滴下面存在稳定的水膜，但这还没有得到实验证明。在这里，使用光学干涉技术，我们表明，油滴有效地水上飞机在水膜，其厚度为100和数百纳米之间。此外，使用定制的液滴力装置，我们测量的摩擦力和粘附力在nN范围内的毫米级液滴。这些力远低于其他类型的公知的液体排斥表面，包括莲花效应和润滑剂注入表面，其中典型的力为$μ$ N的量级
2019-07-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Using surface acoustic waves to drive thin film flow over an obstacle
Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；New Jersey Institute of Technology（新泽西理工学院）；Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires（布宜诺斯艾利斯省中部国立大学）；CIFICEN-CONICET-CICPBA
研究利用表面声波驱动硅油膜在障碍物上扩展，揭示了超声驱动、毛细作用和重力之间的耦合关系，提出了一种新的声流模型。
2026-02-27 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
Marangoni instabilities of drops of different viscosities in stratified liquids
对于一个不混溶的油滴浸在一个稳定分层的乙醇-水的混合物，向下溶质马兰戈尼流产生的表面上的下降，由于浓度梯度，和由此产生的推进力竞争对向下的重力加速度的重滴。在Li等人（Phys. Rev. Lett.，Vol.126，issue 12，2021，124502），我们发现对于低粘度的液滴，一旦Marangoni平流对于扩散太强而不能恢复液滴周围的分层浓度场，则触发Marangoni流的振荡不稳定性。在这里，我们实验探索的参数空间的浓度梯度和滴半径为大的油粘度，并找到一个不同的和新的机制，触发振荡不稳定，扩散不再是限制因素。对于这种较高粘度的液滴，当重力作用太强时，不稳定性被触发，使得粘性应力不能维持稳定的马兰戈尼流。这导致了一个临界滴半径，超过这个半径，平衡总是不稳定的。随后，一个统一的缩放理论，包括低和高粘度的油滴的机制。这两种机制之间的过渡被发现是由两个长度尺度：滴半径$R$和边界层厚度$δ$的Marangoni流周围的下降。对于$δ<R$，不稳定性由扩散主导，对于$R<δ$，不稳定性由粘度主导。不同粘度的液滴的实验结果可以很好地用这个统一的标度理论来描述。因此，我们的理论描述提供了一个统一的物理化学流体动力学问题，其中马兰戈尼应力与稳定的分层竞争。
2021-12-03 physics.flu-dyn
Droplets moving on a fluid surface: interference pattern from two slits
用替代参数代替普朗克常量，发展了求解液滴沿硅油表面运动的费曼路径积分方法。后者与硅油的表面张力乘以将液滴与油分离的薄空气膜的面积以及法拉第振荡的半周期成比例。结果表明，当替代参数代替普朗克常量时，纳维-斯托克斯方程与质量守恒方程一起可化为薛定谔方程.费曼路径积分的基础上的薛定谔方程，然后使用计算的波函数的德布罗意导波的作用。
2013-10-18 physics.flu-dyn quant-ph
The collective behaviour of ensembles of condensing liquid drops on heterogeneous inclined substrates
采用长波介观流体动力学模型的膜高度的演变，我们研究合奏的固定和滑动滴的挥发性液体，连续冷凝到一个化学不均匀的倾斜基板。我们的分析相结合，一方面，路径延续技术，以确定分叉图的单滴非挥发性液体上的单个亲水性斑点上的部分dropped基板和，在另一方面，时间模拟的增长和脱钉的个人冷凝液滴，以及大合奏的长期行为，这样的下降。钉扎液滴在亲水点上生长，脱钉并沿着基底滑动，同时与其他钉扎液滴和滑动更慢的较小液滴合并，并且可能经历珠光不稳定性。因此，集体行为收敛到一个稳定的状态，其中冷凝和流出平衡。新兴的液滴尺寸分布的主要特点，然后可以与单滴分叉图。
2019-11-04 physics.flu-dyn
Deformation and relaxation of viscous thin films under bouncing drops
薄的、粘性的液体膜受到冲击事件会变形。在这里，我们调查的自由表面油膜变形所产生的空气压力下的影响和反弹水滴积累。使用数字全息显微镜，我们测量的3D表面形貌的变形膜后立即下降反弹，分辨率低至20 nm。我们首先讨论如何在冲击过程中的膜最初变形，作为膜厚度，膜粘度，和下降的冲击速度的函数。随后，我们描述了变形薄膜在回弹后的缓慢弛豫过程。的宽度的扩大和扰动的振幅的衰减的标度律的实验获得，并发现是在很好的协议与润滑分析的结果。最后，我们到达一个详细的时空描述的油膜变形过程中出现的影响和反弹的水滴。
2021-07-12 physics.flu-dyn
Spreading dynamics of droplets impacting on oscillating hydrophobic substrates
本研究实验探究了液滴撞击正弦振荡疏水基底的铺展动力学，发现铺展分为受惯性与振荡控制的阶段I和回缩中因基底附加能量产生的阶段II，并推导了预测最大铺展直径及时间的比例分析，为优化基底振荡控制液滴铺展及传热传质应用提供依据。
2023-06-19 physics.flu-dyn
Smoothed Particles Hydrodynamics numerical simulations of droplets walking on viscous vibrating liquid
本文采用光滑粒子流体动力学数值方法，通过流体动力学数值模拟，研究了液滴“行走”现象。这种现象发生在当一个毫米级的液滴被释放到相同成分的油的表面上时，该油被包含在一个罐中，并且受到频率和幅度非常接近法拉第不稳定性阈值的垂直振荡。在所研究的系统的参数的适当值，油滴跳跃永久的振动液体的表面上形成一个本地化的波粒子系统，提醒德布罗意所建议的波粒子量子系统的行为。在我们的研究中，我们做了相关的简化假设，但我们观察到波降耦合是肯定得到的。此外，液滴和波以几乎恒定的速度行进，如在实验中观察到的。这些事实表明，这种现象可能发生在许多情况下，并打开了在非常广泛的物理配置中研究它的可能性。
2017-08-16 physics.flu-dyn
Monte-Carlo based model for the extraction of oil from oil-water mixtures using wetting and surface acoustic waves
本文提出一种基于蒙特卡洛的二维伊辛晶格气体模型，结合声流与声辐射压力模拟表面声波作用下水包油乳液的选择性油提取，揭示了声辐射压力在油膜形成与脱离中的关键作用，并与实验结果定性一致。
2025-04-08 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
Non-equilibrium configurations of swelling polymer brush layers induced by spreading drops of weakly volatile oil
本文研究挥发性油滴在聚合物刷层上铺展时形成的非平衡溶胀构型，结合干涉成像与三场梯度动力学模型，揭示气相传质与直接吸入的平衡机制，并定量获取刷层内溶剂扩散系数。
2023-03-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Anomalous dynamics in tracer-particle motions in an electrohydrodynamically driven oil-in-oil system
我们描述了在不混溶的油介质中的电流体动力学驱动的油滴乳状液中示踪剂颗粒的超扩散动力学，其中外部电场的幅度和频率是控制参数。在弱驱动的电流体动力学制度中，液滴被捕获在图案化的电极上，因此驱动是空间变化的。我们发现很好的协议与$\langle x^2 \rangle \sim t^{1.5}$幂律，并发现这种superdiffusive动力学产生的基本位移分布，这是明显的非高斯，指数小位移和短时间。虽然这些结果与随机速度场模型相当，但示踪粒子的速度实际上在2维空间上变化，这是由空间变化的电流体动力驱动力引起的。这表明观察到的超扩散$t^{1.5}$行为的重要成分是在平面上各向同性且空间相关的速度场。最后，我们可以提取，从超扩散动力学，对应于流体动力学流动的横向范围的实验长度尺度。该实验长度尺度仅在阈值离子迁移率长度以上为非零。
2018-04-12 physics.app-ph physics.flu-dyn
Influence of Electrohydrodynamic on Droplet Stability in Leaky Dielectric Media
INSA Rouen Normandie, Univ Rouen Normandie, CNRS, Normandie Univ, CORIA UMR 6614（鲁昂诺曼底大学）；Institut Universitaire de France（法国高等研究院）
研究介电液体液滴在均匀电场下的变形动力学及内部电流体动力流，通过阴影成像和三维拉格朗日粒子追踪等方法，明确了不同电场强度下硅油滴在蓖麻油中的行为状态及相关特性。
2026-07-27 eess.SP physics.class-ph physics.flu-dyn
Filling an emulsion drop with motile bacteria
我们已经测量了在油中乳化的球形水滴内运动的大肠杆菌的空间分布。在低细胞浓度下，细胞密度在水-油界面处达到峰值;在增加的浓度下，每个液滴的体积均匀地填充，而表面峰值保持不变。模拟和理论表明，体积密度的结果从一个“交通”的细胞离开表层，越来越多地由于细胞与细胞的散射，表面覆盖率上升以上$\sim 10\%$。我们的研究结果表明，与物理的稀薄气体在一个有吸引力的墙壁球形空腔的相似之处。
2014-07-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Controlled coalescence-induced droplet jumping on flexible superhydrophobic substrates
本文研究柔性超疏水基底对液滴聚并跳跃的影响，发现通过调节基底刚度和频率可使跳跃速度与高度分别降低40%和64%，并指出该效应可用于露水和雾水收集。
2023-04-11 physics.app-ph physics.flu-dyn
Experimental Insights into Droplet Behavior on Van der Waals and Non-Van der Waals Liquid-Impregnated Surfaces
School of Mechanical Sciences, Indian Institute of Technology (IIT) Goa（印度果阿理工学院机械科学学院）
研究通过高速影像分析不同润滑剂对液滴冲击动力学的影响，发现浸渍油性质对液滴扩展、反弹及油与表面纹理相互作用现象影响较小。
2024-08-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Drops on an inclined heterogeneous substrate: onset of sliding motion
研究了液滴在倾斜非均匀基底上的钉扎和退钉扎随倾斜度和非均匀性幅度的变化规律。两种类型的异质性被认为是：一个疏水性的缺陷，阻止液滴在前面，和一个亲水性的，它在后面举行。两种不同类型的脱钉导致的滑动运动被确定，并由此产生的粘滑运动进行了数值研究。
2006-03-08 physics.chem-ph physics.flu-dyn
