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
Symmetric and Asymmetric Coalescence of Drops on a Substrate
对粘性液滴在基底上的聚并进行了实验和理论研究。我们考虑的情况下，液滴可以有不同的接触角，导致一个非常不对称的聚结过程。侧视实验揭示了连接液滴的“桥”具有自相似动力学，为研究固着液滴的聚并提供了新的视角。我们表明，桥梁的通用形状是准确描述的一维润滑方程的相似解。我们的理论预测了一个随时间线性增长的桥，并强调了对接触角的强烈依赖性。在没有任何可调参数的情况下，我们发现与所有实验观察定量一致。
2012-07-11 physics.flu-dyn
How geometry determines the coalescence of low-viscosity drops
实验研究了水滴在基底上的聚并过程。我们关注的是连接两个液滴的桥的快速增长，它在接触后很快从表面张力和液体惯性的平衡中消失。对于接触角低于$90^\circ$的液滴，我们发现桥以高度$h\sim t^{2/3}$为特征的自相似动力学生长。相比之下，聚结的几何形状的变化显着的接触角在$90^\circ$，我们观察到$h\sim t^{1/2}$，就像自由悬浮的球形滴在惯性制度。我们提出了一个几何模型，定量捕捉过渡从2/3到1/2指数，并统一的惯性聚结固着液滴和自由悬浮液滴。
2013-07-29 physics.flu-dyn
Coalescence delay mediated by the gas layer during the impact of hot droplets
本研究通过实验发现，热液滴撞击液膜时，液滴底部温度梯度诱导的Marangoni流动使介入气层变厚，从而延迟聚结，使驻留时间增加两个数量级以上。
2025-04-23 physics.flu-dyn
Coalescence of bubbles in a viscoelastic liquid
University of Twente（特温特大学）
本研究通过实验与Oldroyd-B模型渐近解分析，揭示粘弹性聚合物溶液中气泡聚并的动力学规律，发现聚合物不影响早期聚并、仅减缓后期流动，解释了弹性效应早期次要的机制。
2023-05-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Scalings in Coalescence of Liquid Droplets
这封信提出了两个粘性球形液滴合并的标度理论。一个初始值的问题，制定和解析求解的液滴聚结后形成的液体颈部的半径的演变。初始值问题的两个渐近解再现了在粘性和惯性制度的著名的标度关系。Paulsen等人[Phys. Rev. Lett. 106，114501（2011）]在理论中体现，并且它们的拟合关系（其示出了不同粘度的数据在单个曲线上的塌陷）是对初始值问题的一般解的近似。
2018-12-28 physics.flu-dyn
Critical parameters for the partial coalescence of a droplet
通过调节两种液体的粘度，对液滴在平面液/液界面上的部分聚结进行了实验研究。这个问题主要取决于四个无量纲参数：邦德数（重力与表面张力），欧姆索奇数（两种流体的粘度与表面张力），和密度相对差异。子液滴尺寸和母液滴尺寸之间的比率作为这些无量纲数的函数进行了研究。在聚结过程中测量了液滴的可用表面能等全局量。详细研究了毛细波的传播和衰减。讨论了这些波与部分合并的关系。提出了额外的粘性机制，以解释这两种粘度所发挥的不对称作用。
2006-12-15 physics.flu-dyn
Electrohydrodynamics of a pair of leaky dielectric droplets on the solid substrate: A lattice Boltzmann study
本研究用格子玻尔兹曼方法模拟基底上漏电介质液滴对，发现水平电场下五种吸引模式、垂直电场下三种排斥模式，并揭示润湿性、介电常数比等对聚并与悬浮的影响。
2025-08-10 physics.flu-dyn
Sweeping by Sessile Drop Coalescence
在接触固体的液滴的聚结期间，液体扫过润湿的和固体投射的区域。清扫的程度决定了诸如自清洁表面、防霜涂层、水收集器和滴式冷凝器等设备的性能。对于这些应用，弱润湿和非润湿固体基底是优选的，因为它们增强液滴动力学行为。因此，我们的聚结研究仅限于接触角为90° $\le θ_{0} \le$ 180°的液滴。二进制固着液滴聚结的焦点，作为主要工具采用的流体模拟体积。模拟，其中包括一个奇石动态接触角模型，首先验证对三个不同的实验基板系统，然后用于研究固体润湿性的影响，通过修改$θ_{0}$扫描。随着$θ_{0}$增加到150°，润湿和投影扫掠面积都随着液滴质心升高而增加。对于$θ_{0} \ge$ 150°，由于基底的润湿性降低和由于破胶固体引起的液体动量的聚焦，发生聚结诱导的液滴跳跃。在这种情况下，预计波及面积继续增加与$θ_0$，而湿波及面积达到最大值，然后减少。利用流体力学理论的机械能平衡解释了清扫结果，并与自由液滴聚结进行了比较。
2020-05-14 physics.flu-dyn
Unified Viscous-to-inertial Scaling in Liquid Droplet Coalescence
这封信提出了一个理论上的两个球形液滴，最初是固定的合并。在聚结后形成的液体颈部的半径的演变被制定为一个初始值问题，然后解决，以产生一个精确的解决方案，没有自由参数，其两个渐近近似再现众所周知的缩放关系在粘性和惯性制度。Paulsen等人[Phys. Rev. Lett. 106，114501（2011）]也通过该理论恢复，使得不同粘度的数据塌陷到单个曲线上。
2019-06-12 physics.flu-dyn
Non-coalescence of oppositely charged drops
长期以来，不透明的带电液滴一直被认为受到一种吸引力，这种吸引力有利于它们的聚结。在这个流体动力学视频中，我们证明了临界场强的存在，在该临界场强之上，带相反电荷的液滴不会合并。我们观察到，适当地定位和相反的电荷的液滴在施加的电场中朝向彼此迁移;但是，尽管液滴如预期的那样在低场强下聚结，但它们在较高场强下接触后彼此排斥。定性地说，液滴似乎相互“反弹”。我们直接成像弹跳液滴之间的弯月桥的瞬态形成。
2009-10-17 physics.flu-dyn
Droplet coalescence and breakup: Numerical simulations using moving mesh interface tracking with dynamic mesh adaptation
采用有限体积/移动网格界面跟踪方法（MMIT），对液滴的破碎和聚并过程进行了数值模拟。在这种方法中，界面是零厚度的，并以拉格朗日方式移动。采用网格分离和网格合并方法模拟了界面的分裂和合并过程。在这段视频中显示了三种情况，包括最初延伸的液滴的松弛和破裂，两个相同的液滴偏离中心碰撞，以及剪切流中的液滴对。网格自适应能够捕获大变形和薄区域，并且分辨的最小长度比液滴半径小三个数量级。模拟的流体动力学视频将在2010年的流体运动画廊中展示。
2010-10-15 physics.flu-dyn
Elasto-viscous regime in coalescence of viscoelastic droplets
本研究通过实验和模拟发现，粘弹性液滴聚并中弹性导致颈部生长幂律指数随时间转变，进入亚牛顿区，并利用指数Phan-Thien-Tanner模型准确再现了实验现象。
2025-10-08 physics.flu-dyn
Rheocoalescence: Relaxation time through coalescence of droplets
已知悬垂液滴与固着液滴聚结以形成单个子液滴的动力学形成桥。桥的演变始于两滴之间的点接触，导致尺寸与液滴直径相当的液体颈。为了探测聚合物流体中的这种现象，我们使用高速成像来量化聚结过程中的颈部半径增长。在目前的研究中，我们揭示了存在三个制度的基础上的浓度比$c/c^*$，即，惯性弹性$c/c^*<c_e/c^*$，粘弹性$c_e/c^*<c/c^*<20$和弹性为主的制度$c/c^*>20$。研究结果表明，颈半径随时间（t）的增长服从幂律行为$t^b$，使得系数$b$在惯性弹性和粘弹性区域具有稳定值，在弹性主导区域单调减小.基于$b$对浓度比的这种依赖性，我们提出了一种新的测量技术流变聚结来获得这些流体的弛豫时间。我们还显示了偏离文献中提出的普遍性的弹性为主的制度。
2022-01-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Controlling the partial coalescence of a droplet on a vertically vibrated bath
提出了一种新的方法来阻止液滴在液池上的部分聚结级联。该策略包括在垂直方向上振动浴，以保持小液滴弹跳。由于大的液滴不能反弹，它们会部分聚结，直到达到临界尺寸。该系统表现为低通滤波器：选择小于临界尺寸的液滴。该尺寸已被研究为浴振动的加速度和频率的函数。结果表明，弹跳的极限尺寸与液滴变形的第一模式有关。
2007-08-22 physics.flu-dyn
Evaporation-driven coalescence of two droplets undergoing freezing
本文采用润滑近似数值模拟，揭示冻结中两液滴因蒸发通量不对称产生毛细流动而聚并，并阐明相对湿度、基底温度及冻结锋面推进的竞争机制。
2024-11-19 physics.flu-dyn
Delayed coalescence of surfactant containing sessile droplets
当两滴相同液体的固着液滴接触时，它们在毛细作用的驱动下合并成一滴。然而，当两个液滴具有不同的表面张力时，尽管是完全可混溶的，但聚结可能被延迟，或甚至完全停滞相当长的一段时间。一个暂时的非聚结状态出现，在此期间，液滴在其基底上移动，仅通过它们之间的细颈连接。现有文献涵盖了纯液体和低表面活性的混合物。在本文中，我们专注于大的表面活性的情况下，使用不同浓度的表面活性剂水溶液。结果表明，聚结行为可以分为三个制度，发生不同的表面张力和接触角的液滴在初始接触。然而，并非所有现象都可以单独从表面张力对比度或接触角来预测，而是也很大程度上取决于表面活性剂浓度。这表明，合并过程不仅是由流体力学和几何形状，但也取决于表面吸附的分子物理。
2018-03-27 physics.flu-dyn
Pinning mediated coalescence-induced lateral droplet motion on nanotextured superhydrophobic surface
本研究通过实验发现，在纳米纹理超疏水表面上，当CS与PW液滴尺寸相近且约为亲水点尺寸的3至3.5倍时聚并，可抑制垂直动量并产生面内动量，驱动液滴横向运动。
2025-10-08 physics.flu-dyn
Electro-Coalescence Fireworks
电聚结是将电场施加到聚结流体上。以下流体动力学视频显示了液滴在嵌入粘性介质并受到非常高的电场的影响时聚结成流体浴。电应力在液滴顶点的集中使其破裂。液滴是甘油，粘性介质是硅油。
2009-10-09 physics.flu-dyn
Inviscid coalescence of drops
我们研究了两滴理想流体在表面张力作用下的聚结。接近速度取为零，忽略外部流体（通常是空气）的动力学效应。我们的近似预计是有效的尺度大于$\ell_ν = ρν^2/σ$，这是$10 nm$的水。使用高精度的边界积分方法，我们表明，在有限的时间内重新连接，形成一个环形的外壳之间的墨滴的空气薄回缩片的墙壁。在最初的重新连接之后，缩回再次开始，导致快速的外壳序列。对离散事件求平均，我们找到连接两滴的液桥的最小半径，以像$r_b \propto t^{1/2}$那样缩放。
2002-12-19 physics.flu-dyn
Viscoplastic sessile drop coalescence
实验研究了两个屈服应力液滴之间形成的液桥的演化过程。我们发现，桥的高度演变类似于一个粘性牛顿流体，$h_0\sim t$，在很长一段时间之前，最大限度地减少其液/气界面能逮捕。我们数值求解的最终逮捕的轮廓形状，并发现它取决于流体的屈服应力$τ_y$和聚结角$α$，由宾汉数$τ_y h_{drop} / σ$修改的液滴的高度-宽度的纵横比表示。我们提出了一个缩放参数的桥梁的时间演变使用的长度尺度发现从逮捕的形状分析，以及来自桥梁的演变的相似性解决方案。
2022-03-29 physics.flu-dyn
The Coalescence of Liquid Drops in a Viscous Fluid: Interface Formation Model
界面形成模型被施加到描述的初始阶段的两个液滴的聚结中存在的粘性周围流体的动力学是完全占。我们的重点是理解（a）如何这个模型的预测不同于那些传统上使用的，（b）有什么影响的环境流体的聚结液滴的形状的演变和（c）的耦合的内在动力学的聚结和环境流体。界面形成模型在应用于聚结现象时的关键特征是，它消除了传统模型在聚结开始时固有的奇异性，并将聚结体积之间的自由表面部分描述为“被困”的部分，因为它们相互挤压，作为迅速消失的“内部界面”。考虑到最简单的可能制定这个模型，我们发现实验验证的差异与传统模型的预测显示，特别是，液滴大小的聚结过程中的效果。根据新的模型，对于小滴的非单调的时间依赖性的桥梁扩张速度是一个功能，可以在进一步的实验研究中寻找。最后，这两个模型的结果进行比较，最近可用的实验数据的演变的液体桥连接的聚结液滴，和界面形成模型被认为是给一个更好的协议与数据。
2014-06-23 physics.flu-dyn
Dimple drainage before the coalescence of a droplet deposited on a smooth substrate
在自然界中，从泡沫到自由表面上的亚毫米气泡，薄的液体或气体膜无处不在，它们的破裂留下了小滴和气泡的集合。然而，导致这些电影爆炸的机制仍在争论中。因此，本研究的目的是了解之间的毫米液滴和光滑的固体或液体薄膜重力挤压的薄空气膜的排水动力学。求解耦合润滑方程和分析的主要条款在固体和液体膜的情况下，我们解释了为什么排水是更快的液体膜的情况下，往往导致更短的聚结时间，在最近的实验中观察到的。
2020-07-21 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
Is There a Scaling Law in the Inviscid Coalescence of Unequal-size Droplets?
本研究通过实验与理论模型，探讨不等尺寸液滴无粘聚并中液桥演化的标度律，发现经典1/2幂律仅在小尺寸比下成立，大尺寸比时出现指数依赖的标度破缺。
2024-08-21 physics.flu-dyn
Theory for the coalescence of viscous lenses
本文基于薄片方程，通过数值模拟和匹配渐近分析，研究了二维黏性液体透镜的聚并动力学，发现其前导阶自相似解受边界条件修正，并可能伴随液滴整体平移。
2021-07-05 physics.flu-dyn
Droplet coalescence kinetics: thermodynamic non-equilibrium effects and entropy production mechanism
本研究利用离散玻尔兹曼方法揭示液滴聚并中热力学非平衡效应与熵产生机制，提出以总TNE强度和熵产生率作为阶段判据，并阐明表面张力与NOMFs的竞争作用及尺寸差异影响。
2023-11-11 physics.flu-dyn
The asymmetric coalescence of two droplets with different surface tensions is caused by capillary waves
当两个具有不同表面张力的液滴碰撞时，合并液滴的形状演变是不对称的。使用实验和数值计算技术，我们揭示了这种不对称性是由不对称的毛细波，这是不同的表面张力的液滴的结果。我们发现，增加的表面张力差的不对称性增强，并通过增加碰撞液滴的惯性抑制。此外，我们还研究了无惯性极限下的毛细波。我们发现，不对称性是不是直接由Marangoni力。事实上，马兰戈尼效应强烈地降低了不对称性，这与直觉相悖。相反，与液滴的不同表面张力相关的不同的固有毛细波振幅和速度是液滴聚结期间不对称性的起源。
2022-01-11 physics.flu-dyn
Breath figures under electrowetting: electrically controlled evolution of drop condensation patterns
我们表明，电润湿（EW）与结构化电极显着修改的分布液滴冷凝到平坦的疏水表面上对齐的下降，并通过增强聚结。数值计算表明，液滴对齐和聚结由液滴尺寸依赖的静电能量景观，这是由电极图案和施加的电压。这种EW控制的迁移和凝聚的冷凝液滴显着改变的统计特性的合奏液滴。液滴尺寸分布的演变显示出自相似的特征，一旦电诱导聚结级联设置在超过一定的临界液滴尺寸，则这些特征显著偏离均匀表面上的经典呼吸图。由此产生的减少表面覆盖，加上早期下降脱落下EW，提高了净传热。
2018-04-30 physics.flu-dyn
Dynamics of viscous coalescing droplets in a saturated vapor phase
采用格子Boltzmann数值模拟方法研究了两液滴在饱和汽相中的聚并动力学。注意的是支付的汽相上的形成和增长动力学的液桥在粘性制度的效果。我们观察到，发生合并的发病较早，桥的膨胀最初进行得更快，当合并发生在饱和蒸汽中相比，在不凝性气体中的合并。我们认为，最初更快的演变的合并在饱和蒸汽是由蒸汽运输通过冷凝在合并的早期阶段。
2015-12-21 physics.flu-dyn
Droplet coalescence kinetics: Coalescence mechanisms and thermodynamic non-equilibrium effects under isothermal and non-isothermal conditions
本文从动理学角度研究等温与非等温条件下液滴聚并机制，揭示潜热温升通过改变表面张力与压力梯度延长聚并起始时间，并阐明热力学非平衡效应及熵产生机制的差异，为工业聚并过程调控提供理论依据。
2025-05-06 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
Self-Similar Liquid Lens Coalescence
液滴的基本特征是它们可以在接触时合并以形成更大的液滴。尽管它的重要性，各种应用，液滴聚结预润湿的基板上得到很少的关注。在这里，我们从实验和理论上揭示了低粘度液体的厚层上的液滴聚结的动力学。结果表明，这些所谓的“液体透镜”合并的自相似垂直增长的桥梁连接两个透镜。使用细长的分析，我们推导出相应的粘性和惯性限制的相似性解决方案。发现与实验没有任何可调参数，捕获的空间和时间结构的流动聚结过程中的良好协议。最后，我们认为这两个政权之间的交叉，并表明，不同的镜头粘度的所有数据崩溃在一个单一的曲线捕获的整个范围内的聚结动力学。
2020-03-09 physics.flu-dyn
The effect of droplet coalescence on drag in turbulent channel flows
通过直接数值模拟，研究了液滴聚并对湍流壁面边界流动的影响。特别地，流体体积法和前沿跟踪法分别用于模拟包含聚结液滴和非聚结液滴的湍流槽道流动。我们发现，聚结液滴对阻力的影响可以忽略不计，而非聚结液滴随着分散相体积分数的增加而稳定地增加阻力：实际上，在10体积分数下，非聚结液滴显示出30%的阻力增加，而聚结液滴显示出小于4%的增加。我们解释了这一点，通过看在通道中的液滴的壁正常的位置，并表明，非聚结液滴进入粘性子层，产生的界面剪切应力，减少了预算的粘性应力在通道中。另一方面，聚结液滴向通道的主体迁移，形成大的聚集体，这几乎不影响粘性剪切应力，同时阻尼雷诺剪切应力。我们证明了这一点有关的平均粘性剪切应力集成在壁法线方向的中心线速度。
2021-07-19 physics.flu-dyn
Surface jets and internal mixing during the coalescence of impacting and sessile droplets
实验研究了在表面张力占主导地位的情况下，具有相同或不同表面张力的固着液滴和随后沉积的撞击液滴在聚结过程中的内部动力学。两个彩色高速摄像机被用来捕捉快速的内部流动和相关的混合，同时从两侧和仰视图通过添加惰性染料的影响液滴。如果具有相同表面张力的液滴之间有足够的横向间隔，则在合并的液滴顶部识别出稳健的表面射流。图像处理表明，这种射流是由冲击惯性和不动接触线引起的表面流动的结果。通过在聚结液滴之间引入表面张力差，可以经由马兰戈尼流来增强或抑制表面射流。初始液滴配置和相对表面张力的长期动态和混合效率的影响，加上新兴的应用，如反应性喷墨打印的影响，也被认为是。
2020-02-24 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
On droplets coalescence in a quasi-2D fluid
液滴的聚结在自然界和现代技术中起着至关重要的作用。各种实验和理论研究探索了3D和2D固体或液体基底上的液滴动力学。在本文中，我们证明了各向同性液滴的聚结限制在薄准二维液体-过热近晶薄膜。我们使用高速成像技术观察了微米级扁平液滴的合并过程，并分析了液滴在毫秒级时间尺度上的形状变化。我们的研究揭示了聚结时间的标度律，这表现出不同的依赖于液滴的几何形状比在固体基板上的液滴的情况下。提出了一个理论模型来解释行为的差异。
2020-03-28 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
When elasticity affects drop coalescence
液滴的破碎和聚合是界面流动中的基本拓扑转变。当聚合物加入到流体中时，液滴的破裂会发生显著变化。随着聚合物在该过程中的强伸长，在它们最终夹断之前出现连接两个液滴的长线。在这里，我们展示了弹性如何影响滴聚结，补充了大量研究下降夹断。我们揭示了一个弹性奇点的出现，其特征在于由一个发散的接口曲率在聚结点。有趣的是，虽然聚合物决定了聚结的\emph{spatial}特征，但它们几乎不影响桥的\emph{temporal}演变。这些结果解释使用一种新的粘弹性相似性分析，并在生物流体，涂料喷雾和喷墨打印创建的液滴相关。
2021-07-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A 4-channel microfluidic hydrodynamic trap for droplet deformation and coalescence in extensional flows
在这里，我们捕获和控制液滴的位置，研究它们的动力学使用单独的流体动力学没有外部场。流体动力学阱通过并入按需滴液系统以在相同微流体芯片上的T形结几何形状处产生液滴而从先前实施的斯托克斯阱进行调整。然后，我们研究受限的液滴动力学响应扰动施加毫秒压力脉冲变形被困液滴。在压力脉冲停止之后，液滴形状松弛遵循指数衰减。特征液滴形状弛豫时间从分散相中不同粘度的含水甘油液滴的形状衰减曲线获得，其中轻质和重质矿物油在连续相中。选择系统以提供相似的平衡界面张力（5-10 mN/m），具有宽的粘度比变化。结果表明，液滴形状弛豫对液滴半径有很强的依赖性，而对分散相和连续相粘度之比的依赖性较弱。最高粘度比的弛豫时间较小，这可能表明除了界面张力和液滴尺寸之外，主导粘度还控制液滴形状弛豫时间。液滴形状弛豫时间可用于告知乳液中的液滴在各种处理条件下经受瞬态流动时的响应。最后，该平台的应用直接可视化单个液滴在平面拉伸流的聚结。因此，微流体四通道流体动力学阱可以应用于研究微尺度上的液滴变形和液滴-液滴相互作用的基本物理，以提供对单个液滴水平上的乳液行为的增强的理解。
2020-03-02 physics.flu-dyn
Coalescence of viscoelastic sessile drops: the small and large contact angle limits
Princeton University（普林斯顿大学）
研究粘弹性悬滴在小和大接触角下的合并行为，揭示粘弹性对合并动力学的影响机制。
2026-01-19 physics.flu-dyn
Dynamics of Coalescence-Induced Jumping Water Droplets
这段流体动力学视频展示了在纳米结构超疏水表面上凝结过程中聚结诱导液滴跳跃的不同相互作用机制。利用高速成像技术研究了超疏水氧化铜和碳纳米管表面的跳跃行为。视频演示多跳跃液滴，跳跃液滴返回到表面，和液滴液滴静电排斥进行了分析。使用外部电场结合定制实验室中的高速成像的实验被用于显示超疏水表面上的所有聚结诱导跳跃液滴在离开表面时变得带正电荷，这在视频中详细描述。
2013-10-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A Parametric Study of the Coalescence of Liquid Drops in a Viscous Gas
在常规模型的框架内，考虑了被粘性气体包围的两个液滴的聚结。这个问题的数值解决，特别注意解决的过程中，最近才成为实验和计算访问的非常初始的阶段。对实际感兴趣的参数空间的系统研究允许识别系统中的控制参数的影响和确定粘性气体的作用。特别是，它示出的气体的粘度抑制形成的环形气泡预测在某些情况下，由早期的计算，其中气体的动力学被忽略。集中计算的初始阶段的合并，并考虑大的参数空间，使我们能够检查的准确性和适用性的限制，提出了不同的“制度”的各种“标度法”，并在这样做，在最近的工作中，揭示某些不一致。实验数据的比较表明，传统的模型是能够重现许多定性特征的初始阶段的合并，如崩溃的计算到一个“主曲线”，但在定量上，overpredicts观察到的合并速度，并没有自由参数，以提高拟合。最后，参数空间的相图，不同于以前发表的，是用来说明的关键发现。
2014-06-23 physics.flu-dyn
The inexorable resistance of inertia determines the initial regime of drop coalescence
液滴聚结是工业、工程和科学领域中涉及液滴分散的各种过程的核心。在聚结过程中，两个液滴首先接触，然后随着连接它们的液体颈从最初的微观尺度增长到与液滴直径相当的尺寸而合并。界面的曲率在液滴第一次接触的点处是无限大的，并且随着两个液滴合并而发生的流动与动力学中的这个奇点密切耦合。传统上，这个过程被认为只有两个动力学制度：粘性和惯性制度之间的交叉区域。我们使用实验和模拟来揭示第三种状态，即描述所有液滴粘度的聚结初始动力学的状态，已经被错过了。基于力平衡的论点允许构建新的聚结相图。
2012-04-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Vortex-Ring-Induced Internal Mixing Upon the Coalescence of Initially Stationary Droplets
本研究采用改进的流体体积法和自适应网格加密算法，数值研究了两个初始静止的大小不等的液滴合并后的内部射流混合。内部射流的出现归因于主涡环的形成，因为射流状结构显示出与合并液滴内部的主涡环的强相关性。通过跟踪主涡环及其环流的演变，我们确定了两个机制，是必不可少的内部射流的形成：涡环的增长和涡环分离。认识到涡环诱导射流的表现形式在物理上依赖于涡环的对流和粘性耗散之间的竞争，我们进一步开发和证实了基于涡环的雷诺数准则来解释在不同的Ohnesorge数和尺寸比的内部射流的发生。对于具有明显射流形成的合并液滴，射流形成后的平均混合速率随涡环雷诺数单调增加，因此涡环雷诺数可作为射流强度的近似度量。在这方面，更强的内部射流负责增强合并液滴的混合。
2017-06-22 physics.flu-dyn
Coalescence of bubbles and drops in an outer fluid
当两个液滴接触时，一个微观的连接液体桥形成，并随着两个液滴合并成一个而迅速增长。尽管已经彻底研究了当液滴在真空或空气中聚结时的聚结，但许多重要情况涉及在稠密周围流体中的聚结，例如盐水中的油聚结。在这里，我们研究合并的气泡和液滴在外部流体。我们的数据表明，流动发生在更大的长度尺度上的外部流体比内部的滴本身。因此，我们发现，渐近早期政权总是由粘度的下降，独立的外部流体。相图显示了不同可能的后期动力学的交叉，确定了一个无量纲数，表示外部粘度何时可能很重要。
2014-07-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Liquid-Droplet Coalescence: CNN-based Reconstruction of Flow Fields from Concentration Fields
针对液滴聚结中流场难以实验获取的问题，提出用2D/3D U-Net等CNN模型从浓度场重构流场，经多场景DNS数据训练，高低Oh数下均准确，还对比了潜变量映射方法并验证了实验适用性。
2024-10-06 physics.flu-dyn
Droplet coalescence in fluids obeying Darcy's law
Emory University（埃默里大学）；University of Vermont（佛蒙特大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；University of Michigan（密歇根大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
研究限域在Hele-Shaw单元中服从达西定律的液滴聚并，识别出桥半径演化的两种时间 regime，揭示其标度律及转变机制，确定该类流体液滴聚并的新普适 regime。
2026-08-24 physics.flu-dyn
Elasticity can affect droplet coalescence
最近的研究聚合物液滴在固体基质上的聚结报告了强烈的分歧;问题的核心是聚合物液滴的聚结是否类似于牛顿流体，并且独立于分子松弛，或者聚合物链的缠结的作用是否导致不同于牛顿流体的过渡动力学。通过这份报告，我们通过讨论合并方法对控制合并过程的主导力量的影响，即，惯性、耗散和松弛。我们的研究揭示了聚合物液滴的聚结动力学并不是普遍的，事实上，它是偶然的聚结被触发的方法。此外，我们展示了桥梁的空间特征，在不同的时刻，通过相似性分析。在修正的聚合物流体薄膜润滑方程中引入相似参数，从理论上得到了一个通用的桥形。
2022-05-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Approach and Coalescence of Liquid Drops in Air
当液滴在真空或空气中缓慢地聚集在一起时，液滴的聚结通常被认为只有两种状态：对应于斯托克斯流动极限的粘性状态和稍后的惯性主导状态。最近的工作[Proc. Natl. Acad. Sci. 109，6857（2012）]发现，在聚结的早期时刻不能达到斯托克斯流动极限，因为那时液滴的惯性不能被忽略。相反，液滴被描述为“惯性限制粘性”状态，其中表面张力、惯性和粘性力都平衡。动力学继续在这个制度，直到粘度或惯性占主导地位的自己。我使用超快的电气方法和高速成像，以提供一个详细的描述，在低速接近和未变形的球体聚结液滴接触的时刻附近的聚结。这些测量结果支持有三个制度的聚结的描述。在接触之前和之后的签名识别由环境气体引起的液滴变形的阈值接近速度。
2014-01-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Universality in coalescence of polymeric fluid drops
液滴的聚结涉及毛细力、粘性力和惯性力之间的相互作用。在这里，我们揭示了一个普遍的时间演化的颈部半径在两个聚合物滴的合并。通过高速成像，我们证明了聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯醇（PVA）、聚环氧乙烷（PEO）、聚乙二醇（PEG）和黄原胶（XG）的液滴在稀释、半稀释和非稀释浓度范围内描绘了$R/\sqrt(ν_0λ) \sim (t/λ)^{0.36}(C/C^{*})^{-0.83}$的普遍行为。一个线性的Escherich-Thein-Tanner粘弹性模型捕捉到了普遍性的时间方面。
2019-10-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Offset coalescence behaviour of impacting low-surface tension droplet on high-surface-tension droplet
本文实验研究低表面张力液滴偏心撞击高表面张力静置水滴，揭示表面张力、偏移和速度对铺展及回缩动力学的影响，并提出最大铺展长度预测模型。
2023-10-03 physics.flu-dyn
Coalescence of sessile polymer droplets: A molecular dynamics study
本文通过分子动力学模拟研究不同链长聚合物液滴在不同润湿性基底上的聚并过程，发现液桥生长速率随基底润湿性增强而提高、随链长增加而降低，且基底润湿性对液滴接近动力学的影响大于链长。
2023-09-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Bridge evolution during the coalescence of immiscible droplets
本研究通过实验和理论模型发现，不相溶液滴聚结时，液桥在黏性主导阶段与可混溶液滴相似，但在惯性主导阶段因水-油界面和额外界面张力而变慢，并提出了修正的Ohnesorge数来表征转变。
2023-12-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
