Weak-inertial effects on destabilized receding contact lines
本文针对部分润湿液体后退接触线超临界失稳形成角状结构的问题，在 Limat–Stone 黏性自相似解基础上引入首阶弱惯性修正，揭示界面尖点化、膜厚增加及惯性贡献随速度增强的规律。
2024-08-09 physics.flu-dyn
Receding contact line dynamics on superhydrophobic surfaces
该研究探究微柱阵列超疏水表面的后退接触线动力学，通过测量不同速度下后退接触角、对比光滑表面及文献数据，揭示其接触角对速度的依赖更低、微柱占比越高依赖越强，且周期纹理类型决定角速关系，以粘性摩擦减阻机制阐释其独特动态行为。
2024-08-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Retraction dynamics of polymer-laden droplets impacting a smooth solid surface
Kogakuin University（工学馆大学）；University of Stuttgart（斯图加特大学）；Leibniz Institute for Materials Engineering（莱布尼茨材料工程研究所）
本研究通过高速成像实验，发现聚合物浓度不影响液滴铺展但显著减缓回缩，并提出了标度模型统一描述不同韦伯数和浓度下的回缩动力学。
2026-09-15 physics.flu-dyn
A liquid contact line receding on a soft gel surface : dip-coating geometry investigation
研究了疏水软凝胶（SBS-石蜡）上液体接触线后退的动力学。为了实现具有精确速度控制的良好限定的几何形状，实施浸涂设置。如果弹性模量足够小，则在接触线附近发生显著的变形，这又极大地影响润湿行为。根据基板的平移速度，接触线表现出不同的运动状态。在高速和低速下观察到连续运动，同时在中等速度下出现两种类型的粘滑运动，周期性和不稳定性。我们认为观察到的跃迁可以用不同频率之间的竞争来解释，即，由接触线运动引起的应变场变化的频率和凝胶的交叉频率与材料松弛有关。我们的研究结果提供了系统的意见，如何修改的液体的润湿的流变性质的复杂的软基板。
2015-11-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Theoretical analysis for dynamic contact angle hysteresis on chemically patterned surfaces
研究了一种插入流体中的运动细纤维在化学不均匀表面上的动态润湿问题。以Onsager原理为近似工具，推导出接触角滞后的简化模型。该模型是简单的，并捕获的接触角的基本动力学。从这个模型中，我们推导出前进接触角的上限和后退角的下限，这是通过数值模拟验证。所得结果与准静态结果一致。该模型还可用于理解前进和后退接触角对纤维速度的不对称依赖性，这是最近在Guan等人的Phys.Rev.Lett. 2016.
2020-08-28 physics.flu-dyn
Polyelectrolyte adsorption at the solid-liquid interface favors receding contact line instability
Max Planck Institute for Polymer Research（马克斯·普朗克聚合物研究所）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
研究通过高速高分辨率显微镜观察滑动滴液的退缩接触线动态，揭示粘弹性对退缩接触线不稳定性的影响，发现聚合物电荷对丝状物形成有关键作用。
2026-04-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Flow profiles near receding three--phase contact lines: Influence of surfactants
润湿和去湿的动力学在很大程度上取决于接触线附近的速度场。对于水滴，已经观察到添加表面活性剂降低动态后退接触角，即使在远低于临界胶束浓度（CMC）的浓度下。为了更好地理解为什么表面活性剂对液滴动力学具有如此剧烈的影响，我们在倒置显微镜上构建了一个专用的装置，其中当透明基底水平移动时，水滴保持静止。使用像散粒子跟踪测速仪，我们跟踪的三维位移的示踪粒子在流动中。我们研究了表面活性剂如何改变毛细管数为$10^{-6}$的移动液滴的后退接触线附近的流动动力学。即使表面活性剂浓度$c$远低于临界胶束浓度（$c \ll$ CMC），Marangoni应力也会显著改变流动。我们首先讨论我们的结果在一个二维模型，认为对流和扩散的表面活性剂的运输和推断估计的幅度和缩放的马兰戈尼应力从这个。模拟和实验一致认为，少量$μN \, m^{-1}$的表面张力的微小梯度足以显著改变流动剖面。Marangoni应力随距离接触线的变化表明，二维对流扩散模型必须扩展到全三维模型。这种影响是普遍存在的，因为表面活性剂存在于许多技术和自然去湿过程中，或者是故意的，或者是作为污染物。
2021-08-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The motion, stability and breakup of a stretching liquid bridge with a receding contact line
通过研究一个模型问题，在该模型中，一个恒定体积的液体桥的演变作为桥梁被拉伸，被认为是在疏水表面上的液滴沉积的复杂行为。桥在上接触点处以固定的直径固定，但是在下附接点处的接触线在光滑的基底上自由移动。实验表明，最初，当桥被拉伸时，下接触线缓慢地向内缩回。然而，在一个临界半径，桥梁变得不稳定，接触线急剧加速，向内移动非常快。桥随后夹断，并且小液滴留在衬底上。准静态分析，使用杨拉普拉斯方程，是用来准确预测的形状的桥梁在最初的桥梁演变，包括最初发病的缓慢接触线回缩。一个稳定性分析是用来预测的开始夹断，和一个一维的动力学方程，再加上一个Tanner定律的动态接触角，是用来模拟快速夹断行为。数值预测和实验之间的良好协议被发现在整个桥梁的演变，和动态接触线模型的重要性被证明。
2010-10-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Modelling the formation of structured deposits at receding contact lines of evaporating solutions and suspensions
当纳米颗粒的液体悬浮液或聚合物溶液的膜沉积在表面上时，它可以从表面去湿，并且随着溶剂蒸发，溶质颗粒/聚合物可以以规则的线图案沉积在表面上。在本文中，我们探讨了一个流体动力学模型的过程中，是基于长波近似，预测沉积的不规则和规则的线条图案。这是由于自组织的钉扎-去钉扎循环，类似于接触线的粘滑运动。我们提出了一个详细的分析，如何线图案的属性取决于数量，如蒸发速率，溶质浓度，Péclet数，化学势的环境蒸汽，分离压力，和特性粘度。结果与几个实验和其他软物质系统的脱钉过渡。
2012-08-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The effect of contact angle hysteresis on a droplet in a viscoelastic two-phase system
本研究模拟低雷诺数泊肃叶流中壁面液滴，揭示液滴或周围介质黏弹性、Deborah 数、毛细数及 Giesekus 参数对接触线运动和变形的非单调影响。
2024-01-23 physics.flu-dyn
Asymmetric freezing of a sliding droplet on an inclined surface
Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海德拉巴分校）；Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）；Indian Institute of Technology Ropar（印度理工学院罗帕尔分校）
研究通过数值模拟探讨了液滴在倾斜冷表面滑动过程中冻结的不对称性，分析了重力、毛细力和固态化动力学对液滴运动、界面变形及冻结形态的影响，揭示了滑动对冻结不对称性主导作用及冰尖形成机制。
2026-04-30 physics.flu-dyn
Patterned deposition at moving contact lines
当一种简单或复杂的液体从光滑的固体基底上退去时，它通常会留下一种均匀或结构化的沉积物。在后退的非挥发性纯液体的情况下，取决于弯月面的后退速度和系统的润湿性质，沉积物可以是液膜或液滴的排列。对于含有挥发性成分的复杂液体，例如，在聚合物溶液和颗粒或表面活性剂悬浮液中，沉积物可以是均匀的或结构化的溶质层，其结构范围从可以通过液滴的六边形或正方形排列与后退接触线正交或平行的线图案到复杂的分层结构。我们回顾了一些最近的实验和建模方法，特别侧重于介观水动力长波模型。结论部分提出了有待解决的问题，并对未来的发展进行了展望.
2013-07-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Viscoelastic Liquid Bridge Breakup and Liquid Transfer Between two Surfaces
实验研究了由聚丙烯酸水溶液构成的液桥在接触线自由移动的两个分离固体表面之间的破裂。对于高于某一阈值（$\sim$ 30 ppm）的聚合物浓度，具有最高后退接触角的表面上的接触线在其颈部处发生液桥毛细管破裂之前完全缩回。这意味着当表面分离时，所有液体保持附着到相对表面。无论研究的液体体积和拉伸速度的范围如何，都会发生这种行为。这种行为与牛顿液体或非牛顿系统中观察到的接触线被故意钉扎的行为非常不同。结果表明，这种行为源于在具有较低后退接触角的表面上，桥颈变薄（由拉伸增厚延迟）和接触线后退（由剪切变薄增强）之间的竞争。如果两个表面表现出相同的润湿特性，则由于重力引起的不对称性，上接触线在毛细管破裂之前完全缩回，因此，所有液体保留在下表面上。
2020-08-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Moving contact lines in a pure-vapor atmosphere: a singularity-free description in the sole framework of classical physics
我们在这里表明，即使在没有“正规化”的微观效应（即在壁或分离的压力/前体膜的滑移），实际上没有奇异性出现的移动接触线所包围的纯蒸汽的液体考虑。即使衬底过热，也没有与蒸发相关的奇异性。我们认为，在润滑近似和一个经典的单侧模型，接触线前进/后退以恒定的速度，或不动，突然开始在（正式）裸露的固体表面与零或有限的接触角。
2012-02-01 physics.flu-dyn
Effect of transient pinning on stability of drops sitting on an inclined plane
我们报道了一种新的不稳定性的准静力平衡的水滴钉扎的疏水倾斜基板。静态钉扎液滴的接触线表现出三种部分脱钉的过渡：接触线的前进和后退部分的脱钉以及导致液滴平移运动的整个接触线的脱钉。我们发现一个区域的参数，经典的Macdougall-Ockrent-Frenkel的方法无法估计的临界体积的静态钉扎倾斜下降。
2006-09-23 physics.flu-dyn
How heterogeneous wettability enhances boiling
对于具有浸入亲水基质中的疏水贴片的基底上的过热水，可以选择温度，使得微泡将在疏水贴片上而不是在亲水基质上形成、生长和合并。直到覆盖贴片，形成钉扎的宏观气泡，气泡具有接触角$π-θ_2$，其中$θ_2$是水在贴片材料上的后退接触角。该钉扎的大气泡用作准静态生长过程的初始条件，la Landau，通过形成颈部导致分离，只要在钉扎气泡的生长期间避免亲水性基质的脱钉和去湿：气泡接触角不应超过$π-θ_1$，其中$θ_1$是水在基质材料上的后退接触角。然后，沸腾过程可以进入在贴片上形成和分离的大气泡的循环;可以优化这些贴片的半径，以使给定基板面积的热传递最大化。为了使这种分析成为定量的，我们重新审视了杨拉普拉斯准静态演化的关键物理量，如气泡能量，作为气泡生长体积的函数，当重力是显着的或可忽略不计的：这涉及到一个固定的圆形足迹（狄利克雷边界条件）和一个固定的接触角（诺依曼边界条件）钉扎气泡。
2023-01-13 physics.flu-dyn
Physics and modeling of liquid films in pulsating heat pipes
本文提出一种一维振荡膜厚模型来模拟脉动热管中的液膜沉积、接触线后退和质量交换，并在单分支脉动热管上取得与实验定量一致的结果，揭示了润湿性对振荡的影响。
2023-08-18 physics.flu-dyn
Contact Line Catch Up by Growing Ice Crystals
冻结对接触线运动的影响是理解毛细流动凝固的科学挑战。在这封信中，我们实验研究的水滴在冷基板上的传播和冻结。我们证明，凝固停止蔓延，因为冰晶赶上前进的接触线。事实上，我们观察到的形成和生长的冰晶沿基板在下降蔓延，并表明，它们的速度等于接触线速度时，下降停止。模拟晶体的生长，我们预测了晶体前沿的形状，并表明衬底的热性能对冻结滴半径起着重要作用
2022-07-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
How charges separate when surfaces are dewetted
本研究揭示了后退接触线处电荷分离的普适机制，指出其源于后退接触线对双电层内束缚表面电荷的去润湿作用，建立的解析模型与实验和模拟结果一致，为相关基础问题与应用提供理论支撑。
2023-05-03 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Solidification dynamic of an impacted drop
本文研究了水滴撞击冷固体表面的凝固问题。在第一部分中，我们建立了一个一维凝固模型，来自Stefan问题，其目的是预测在冷基板上的液体的冻结动态，考虑到该基板的热性能。然后，该模型通过一维凝固设置，使用不同的液体和基板进行实验验证。在第二部分中，我们表明，在实际的下降蔓延，一层薄薄的冰之间的水和基板的发展，并钉在其边缘的接触线时，下降达到其最大直径。然后，液体膜仍然保持在其冰上并保持冻结。这种配置持续到接触线最终脱钉并且液体膜在冰上缩回。我们测量并解释了这一关键的冻结时间，在此期间，主要冰层形成。最后，我们将我们的1D模型预测与这个冰煎饼的厚度进行比较，我们发现非常吻合。这使我们能够提供一个通用的表达式的冻结液滴的主要厚度，使用液滴的影响和液体参数。
2019-03-11 physics.flu-dyn
Relaxation of a dewetting contact line Part 2: Experiments
在浸涂实验中，通过控制弯月面的扰动，对后退接触线的动力学进行了实验研究。我们首先表征固定的双金属及其在涂层过渡时的分解。然后，它示出的液体沉积和长波长扰动的动力学的几何学遵循这些固定状态。这提供了第一个实验访问的整个分岔图的动态润湿，确认流体动力学理论在第1部分。与基于动态接触角的准静态理论相比，我们证明了这种转变强烈依赖于大尺度流动几何形状。然后，我们建立了大波数的色散关系，我们发现σ在q中是线性的。流体动力学理论很好地描述了西格马的速度依赖性，特别是在临界点没有发散的时间尺度。最后，我们强调了一些开放的问题有关的接触角滞后，导致超出目前的描述。
2007-05-24 physics.flu-dyn
Maximum speed of dewetting on a fiber
由于后退接触线不能超过临界速度，因此固体物体可以被非润湿液体涂覆。我们从理论上研究这种强制润湿过渡的轴对称纤维上的不同半径。首先，我们使用一个匹配的渐近展开，并推导出最大的去湿速度。对于所有半径，我们发现最大速度发生在消失的表观接触角。为了进一步研究这种转变，我们用数值方法确定了定常分岔的分岔图。结果发现，厚纤维上的弯月面轮廓是平滑的，即使有一个膜之间的浴和接触线沉积，而薄纤维上的轮廓表现出强烈的振荡。我们将讨论这可能导致不同的实验方案的薄膜沉积。
2011-10-24 physics.flu-dyn
A generalized, quasi-universal subgrid model for macroscopic moving contact line flows
Indian Institute of Science Education and Research Bhopal（印度科学教育研究学院博帕尔分校）
针对宏观移动接触线流动，提出一种耦合Cox渐近关系与经验接触角模型的准普适亚网格模型，无需指定微观参数，可预测模拟并降低网格依赖性误差。
2026-09-29 physics.flu-dyn
Dynamic wetting and heat transfer during droplet impact on heated bi-phobic wettability-patterned surfaces
本文研究了液滴在双疏热表面（疏水点超疏水基体）上的动态润湿行为和传热特性。一个非图案化的超疏水和粘性疏水表面作为控制润湿性表面。正如预期的那样，润湿和传热动力学的差异是明显的所有表面，在后退阶段的变化最明显。在扩展过程中，惯性的影响占主导地位的液滴动力学和传热主要是由对流在接触线和内部流动。随着接触线速度随时间降低，接触线处的蒸发冷却变得重要，特别是对于双疏表面，其中液体在后退期间保持捕获在疏水点上。这些卫星液滴增加了接触面积和接触线长度，并在主液滴剥离后辅助传热和基板冷却。与疏水表面相比，双疏表面上的接触线传热的贡献增加了17至27%，这取决于相对于疏水点的影响位置。尽管如此，双疏表面具有较低的总热能传递。然而，与普通的超疏水表面相比，通过图案化表面，传热增强了33%至46%。根据应用，在不同表面之间存在权衡：粘性疏水表面提供最佳冷却效率，但易于溢流，而超疏水表面排斥液体，但冷却效率较差。双疏表面提供了具有合理的冷却效率和低溢流概率的中间路径。
2020-05-29 physics.app-ph physics.flu-dyn
Contact line depinning from sharp edges
为了寻找接触线从尖角处脱钉的数学判据，我们研究了钉扎在楔形体顶点上的半无限大平面液体层的平衡和稳定性。平衡与表观接触角$θ_0$的扇形体相容，该扇形体由楔的两个侧面的平衡接触角包围，因此如果$θ_0$在该扇形体内，则接触线可以保持固定。然而，这些解决方案的稳定性分析，研究利用变分结构的问题，通过转折点的参数，表明平衡变得不稳定，在临界脱钉前进$θ_0^a$和后退$θ_0^r$接触角，这被发现为亚临界鞍结分叉。因此，在间隔$θ_0^a < θ_0 <θ_0^a$内平衡是可能的（稳定的），但是如果接触线在平衡扇形内发生，则接触线从超过这些临界角的顶点处脱钉。
2019-07-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Viscoelastic wetting transition: beyond lubrication theory
本文针对粘弹性液体推导了基于二阶流体模型的广义润滑理论，突破了传统润滑近似仅适用于小接触角的限制，并应用于浸涂几何构型中，揭示了法向应力对任意接触角下接触线运动的影响。
2024-11-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Thermographic study of freezing water drops: An insight on Mpemba effect
本文利用热成像等光学手段研究水滴中的姆潘巴效应，通过可控实验分析时间与接触角随温度的变化，为揭示该现象复杂性及拓展低温保存、气象学和材料科学等应用提供实验依据。
2024-04-17 physics.flu-dyn physics.pop-ph
Wetting States of Two-Dimensional Drops under Gravity
本文提出了二维液滴在重力作用下的杨-拉普拉斯方程的解析模型。受Landau和Lifshitz（1987）的开创性工作的启发，我们推导出了任意接触角和液滴体积的液滴在平面上的轮廓的解析表达式。进一步扩展了倾斜表面上液滴的润湿理论，揭示了接触线对液滴润湿状态的关键作用：（1）当接触线完全钉扎时，液滴的前进、后退接触角和形状可以由预定的液滴体积、滑动角和接触面积唯一确定，而不依赖于Young接触角;（2）当液滴具有可动接触线时，由于表面张力与重力的竞争，液滴将达到自由能最小的润湿状态。我们的理论与数值结果非常吻合。
2017-06-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Analysis of an unsteady quasi-capillary channel flow with Time Resolved PIV and RBF-based super resolution
本文研究了非定常准毛细通道流中加速接触线的行为。该配置由沿着垂直2D通道移动的液柱组成，该通道向大气开放并由受控压头驱动。分析了前进和后退接触线，以检验经典的动态润湿模型的有效性，并研究了界面附近的流场。操作条件的特征在于大的加速度，因此由惯性主导。采用基于激光诱导荧光（LIF）的图像处理技术对运动弯月面的形状进行了反演，同时采用时间分辨粒子图像测速（TR-PIV）技术对附近的流场进行了分析。在后处理过程中，采用本征正交分解（POD）和径向基函数（RBF）相结合的方法对TR-PIV测量结果进行了增强，以实现速度场的超分辨率。观察到大的反向旋转的旋涡，并监测其演变的最大强度的Q场。结果表明，经典的基于界面速度的接触角定律不能描述宏观尺度下接触角的演化。此外，界面动力学对流场的影响是相当大的，并延伸几个毛细管长度以下的接口。
2022-05-10 physics.flu-dyn
Nanoscale sheared droplet: Volume-of-Fluid, phase-field and no-slip molecular dynamics
两种不混溶流体与固体表面之间的三相接触线的运动在各种润湿现象和技术应用中出现。连续介质理论的一个挑战是有效地表示接触线附近的分子现象。在这里，我们描述的分子过程的移动接触线，以评估两个不同的连续两相模型的准确性。具体而言，使用两个移动板之间的二维液滴的分子动力学（MD）模拟来创建不同毛细管数和接触角的参考数据。我们使用一个简单的点电荷/扩展（SPC/E）的粒子网格Ewald静电处理的水模型。该模型提供了一个非常小的滑移和更现实的分子物理比Lennards-Jones模型的代表。Cahn-Hilliard相场模型和流体体积模型针对来自MD参考数据的液滴位移进行校准。结果表明，校正后的连续介质模型可以准确地捕捉不同毛细数和接触角下的液滴位移和液滴破碎。然而，我们也观察到连续和原子模拟之间的差异，在描述瞬态和不稳定的液滴行为，特别是接近动态润湿过渡。剪切液滴的分子动力学提供洞察力的前进和后退的接触线所经历的线摩擦和大规模的时间的"粘滑"样振荡的证据。所提出的结果将作为一个垫脚石，对发展准确的连续模型，纳米流体力学。
2022-04-12 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
Probing superhydrophobic surface topography using droplet adhesion
The University of Melbourne（墨尔本大学）；The University of South Australia（南澳大学）
通过液滴探针研究超疏水表面拓扑结构，揭示接触线附近微米尺度变形对液滴退却力的影响，提出并验证了柱子面积分数与附着力的对数关系。
2025-11-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Viscoelastic wetting: Cox-Voinov theory with normal stress effects
本文研究了法向应力效应对粘弹性润湿动力学的影响，通过将表观微观角引入Cox-Voinov理论，揭示了法向应力促进前进接触线运动并抑制后退接触线运动的机制。
2024-03-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Crude Oil Displacement Enhanced by Interfacially Active Nanoparticles and Their Coupling Effect with Low-Salinity Brines
本研究探讨pNIPAM纳米颗粒增强原油驱替及其与低盐度卤水的耦合效应，发现与一价NaCl产生正向协同，显著提升原油去湿润动力学，为流体驱替提供新策略。
2024-06-27 physics.chem-ph physics.flu-dyn
Life beyond Fritz: On the detachment of electrolytic bubbles
University of Twente（特文特大学）
本研究通过透明电极电解实验观测氢气泡脱离行为，发现高氯酸浓度≥0.1 M时铺展气泡占比升高，其脱离半径远超Fritz公式预测，揭示接触线滞后的作用机制并提出吻合实验的脱离半径预测模型。
2024-09-03 physics.chem-ph physics.flu-dyn
Cavitation-induced microjets tuned by channels with alternating wettability patterns
本研究通过在亲水玻璃毛细管上涂覆疏水条带改变弯月面曲率，调控空化诱导微射流的轨迹与破裂特性，发现几何形状与涂层组合能显著影响射流特征及一致性。
2023-01-24 physics.flu-dyn
Continuous motion of an electrically actuated water droplet over a PDMS-coated surface
本研究通过实验与电场-流体全耦合仿真，揭示了开放式EWOD构型下PDMS涂层表面电驱动水滴的三阶段连续运动规律，明确了体积、电压及接触线摩擦对运动的影响。
2023-04-30 physics.flu-dyn
Transition in a numerical model of contact line dynamics and forced dewetting
我们调查的过渡到Landau-Levich-Derjaguin膜强制去湿使用四叉树自适应解决方案的Navier-Stokes方程与表面张力。我们使用离散化的毛细作用力附近的后退接触线，产生一个平衡的指定的接触角$θ_Δ$称为数值接触角。尽管众所周知的接触线奇异性，动态模拟可以进行没有任何显式的额外的数值程序。我们研究了从$15^\circ$到$110^\circ$的角度和从$0.00085$到$0.2$的毛细管数，其中网格尺寸$Δ$在毛细管长度$l_c$的$0.0035$到$0.06$的范围内变化。为了解释结果，我们使用Cox理论，该理论涉及微观距离$r_m$和微观角度$θ_e$。在数值计算的情况下，$θ_e$的等价物是角度$θ_Δ$，我们发现Cox的理论也适用。我们引入尺度因子或规范函数$ϕ$，使$r_m = Δ/ϕ$和估计这个规范函数比较我们的数值考克斯的理论。的比较提供了一个直接的评估的协议的数值与考克斯的理论，并揭示了一个关键的特征的接触线动力学的数值处理：协议是穷人在小角度，而它是更好地在大角度。该比例因子仅取决于$θ_Δ$和粘度比$q$。在小$θ_e$的情况下，我们使用Eggers的预测[Phys. Rev. Lett.，第93卷，第094502页，2004]的临界毛细管数的Landau-Levich-Derjaguin强制去湿转变。我们将这种预测推广到大的$θ_e$和…
2018-10-27 physics.comp-ph physics.flu-dyn
A consistent treatment of dynamic contact angles in the sharp-interface framework with the generalized Navier boundary condition
Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS, Institut Jean Le Rond d’Alembert UMR 7190（法国国家科学研究中心，让·勒朗·达朗贝尔研究所）；EPFL（洛桑联邦理工学院）；TU Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；New Jersey Institute of Technology（新泽西理工学院）；Institut Universitaire de France（法兰西学院）
本研究提出了一种改进的广义纳维边界条件模型，用于在尖锐界面框架中一致处理动态接触角，通过重构动态接触角并结合两相纳维-斯托克斯求解器，实现了接触线处的正则化和网格无关解。
2025-12-19 math-ph math.MP physics.flu-dyn
A thermomechanical model for frost heave and subglacial frozen fringe
冰渗透的沉积物，被称为冻结边缘，导致诸如冻结隆起，冰透镜和冰川下富含碎屑的冰米等现象。了解冰冻边缘发展的动态是重要的，因为霜冻是破坏高纬度地区基础设施的原因，冰川底部的冰冻沉积物可以调节冰川流动，影响全球海平面上升的速度。在这里，我们研究沉积物中的间隙冻结水的流体物理，并专注于冰下环境的相关条件。我们描述了液态水流过和冻结在冰饱和的冻结沉积物的热力学。控制冻结边缘厚度的力平衡取决于上覆材料的重量、冰和沉积物之间穿过预熔液膜的热分子力以及根据达西定律流动所需的液膜内的水压。我们结合这个力学模型与焓方法，它保存能量在一个固定的计算网格上的相变界面。力平衡和焓模型一起确定的冻结边缘厚度的演变和我们的模拟预测冻胀率和冰透镜间距。我们的模型占预融在冰沉积物接触，部分冰饱和的孔隙空间，水流通过边缘，冰-水-沉积物界面的热力学，和垂直力平衡。我们明确地解释了冰透镜的形成，即在粒子间力消失的深度处裂开边缘的纯冰区域。我们的模型结果使我们能够预测冻结边缘的厚度和冰川底部冰透镜体的间距。
2021-09-24 physics.flu-dyn physics.geo-ph
