Reservoir computing based on solitary-like waves dynamics of film flows: a proof of concept
Charles Sturt University（查尔斯特大学）；Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）
该研究提出并实验验证了基于倾斜表面液膜流类孤波动力学的新型储备池计算系统，证实其可预测混沌时间序列并通过记忆容量、Mackey-Glass模型等关键基准测试，为物理储备池计算提供了新的实现路径。
2023-03-03 cs.LG cs.NE nlin.PS
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
Non-wetting drops at liquid interfaces: From liquid marbles to Leidenfrost drops
我们考虑浮动的变形，非润湿液滴的液体界面。我们考虑了液体界面和液滴本身在浮力、密度差和系统内各种表面张力作用下的偏转。我们的研究结果提出了新的见解，一系列的现象，其中发生这样的下降，包括莱顿弗罗斯特液滴和浮动液体弹珠。特别是，我们表明，液体大理石的浮动状态是非常敏感的颗粒覆盖的接口的张力，并建议这种敏感性可能会使这样的实验这些复杂的接口的属性的一个有用的分析。
2017-08-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Rolling ferrofluid drop on the surface of a liquid
我们报告的磁性液体，这是游泳的非磁性液体层的顶部上的液滴的受控运输。在垂直平面内旋转的磁场在液滴上产生扭矩。由于下方不混溶液体内的表面应力，液滴被向前推进。我们测量了不同场振幅、场频率和液滴体积的液滴速度。简化的理论模型将液滴描述为具有Navier滑移边界条件的固体球体或液体半球。得到了与实验测量结果相符合的、不含任何拟合参数的液滴速度解析表达式。可能的微流体应用的滚动滴进行了讨论。
2008-04-30 physics.flu-dyn
Drop spreading dynamics with a liquid needle drop deposition technique
本文介绍了一种称为液体针滴沉积技术的无针沉积系统所产生的液滴的扩散动力学的理论和实验研究。该技术利用从加压定量给料系统产生的连续液体射流，该加压定量给料系统在基底上产生液滴，以通过光学接触角测量来表征。虽然许多研究已经探索了液滴扩散情景的理论建模，但尚未解决由射流冲击和连续添加液体质量产生的液滴扩散动力学的理论模型。在这项研究中，我们开发了一个理论模型的基础上的整体能量平衡的方法，使我们能够研究的物理变化的液滴周围介质的各种粘度下的蔓延。非线性常微分方程的数值解为我们提供了一个机会来评论液滴扩散的变化，作为韦伯数（$We$），雷诺数（$Re$）和邦德数（$Bo$）的函数，范围分别为0.5-3，75-150，和0.001-0.3，分别。我们还提出了一个液体射流的影响模型，以预测的初始液滴直径作为所提出的控制方程的初始条件。该模型已被验证与实验测量和合理的协议已被观察到。实验观察和理论研究也突出了液体针滴沉积技术的精确性、可重复性和广泛的适用性。
2020-10-02 physics.flu-dyn
Non-coalescence of sessile drops from different but miscible liquids: Hydrodynamic analysis of the twin drop contour as self stabilizing, traveling wave
毛细作用总是有利于液滴融合。然而，来自不同但完全可混溶的液体的固着液滴在接触时通常不会立即熔化。相反，观察到中间非聚结。两个独立的液滴体通过薄的液体颈连接在基底上移动。在新的实验数据的支持下，提出了这种状态的薄膜流体动力学分析。据推测，对流和扩散的体积通量在颈部区域建立一个局部的和暂时稳定的表面张力梯度。这引起稳定行波的局部表面（Marangoni）流，即，观察到的移动双滴结构。理论预测与实验结果非常吻合。
2012-06-16 physics.flu-dyn
Physical Reservoir Computing Enabled by Solitary Waves and Biologically-Inspired Nonlinear Transformation of Input Data
Charles Sturt University（查尔斯特大学）
本文利用液膜表面孤波实现物理储层计算，以输入数据的非线性变换替代随机性，并用微控制器验证其可作为传统RC算法下一代改进的简单硬件对应物。
2024-01-03 cs.AI cs.NE nlin.CD
Determination of the drop size during atomization of liquid jets in cross flow
我们利用守恒方程的积分形式，找到了横流中液体喷雾中液滴尺寸的三次公式。与我们对轴向液体喷雾的工作类似，能量平衡指示气体和注入液体的初始动能被分配成气体和液滴的最终表面张力能量、动能以及所引起的粘性耗散。交叉流的动能被添加到能量平衡中。然后，只有粘性耗散项需要进行唯象建模。喷雾流的质量和能量平衡呈现为将液滴尺寸与所有相关参数（包括气相和液相速度）相关联的表达式。计算结果与实验数据和液滴尺寸关联式吻合较好。该解决方案还提供了液滴尺寸-速度互相关，导致基于气相速度分布的液滴尺寸分布。这些方面可用于估计实际应用中的液滴尺寸，也可用于横向流中液体喷射的计算模拟。
2018-04-16 physics.flu-dyn
Impact of a Viscous Liquid Drop
我们模拟了粘性液滴到光滑干燥固体表面上的冲击。正如在实验中一样，当周围空气的影响可以忽略不计时，撞击会使下落的水滴在不产生飞溅的情况下发生碰撞。壁面处的无滑移边界条件在液体内部产生边界层。随后，液滴的平坦表面描绘出边界层。结果，液滴的最终形状是均匀厚度的“薄饼”，除了在边缘处，其中表面张力效应是显著的。薄煎饼的厚度简单地说就是下落表面第一次与边界层碰撞的高度。
2009-04-02 physics.flu-dyn
On the depinning of a drop of partially wetting liquid on a rotating cylinder
我们讨论的类比的行为的膜和液滴在一个旋转的水平圆柱体上的一方面和基板与定期的一维润湿性图案的另一方面。基于相应的控制长波方程之间的相似性，我们表明，部分润湿液体的旋转圆柱上的一滴经历脱钉过渡时，转速增加。过渡发生在最近描述的情况下，通过狙击手分叉的滴在异质衬底上脱钉。
2010-10-14 physics.flu-dyn
Effects of viscosity on liquid structures produced by in-air microfluidics
本文通过实验研究了粘性对规则液滴流与连续液体射流碰撞结果的影响。被认为是一个广泛的变化的液体粘度的下降和射流液体，保持其他材料的性能不变。为此，仅使用两种液体类型：用于液滴的甘油水溶液和用于喷射液体的不同类型的硅油。结合这些液体，粘度比λ = μ滴/μ射流在0.25和3.50之间变化。碰撞的结果被分类的形式，制度地图导致四个主要制度：在射流中的滴，破碎的滴在射流中，封装的滴，和混合fragmentation.We表明，根据滴和射流粘度，不是所有四个制度可以观察到在我们的实验探索的域。实验结果表明，射流粘度主要影响射流中液滴与被包裹液滴之间的过渡，当射流粘度较大时，液滴与被包裹液滴之间的过渡向液滴间距大的方向移动。液滴粘度保持先前的过渡不变，但修改连续射流内的液滴破碎的阈值。我们开发了一个模型，该模型量化了液滴粘度如何影响其延伸，这是在一阶固定其形状在反冲，因此，确定其稳定性对夹断。
2022-10-10 physics.flu-dyn
Spreading of a liquid drop over a plane rigid substrate due to intermolecular forces
本文给出了描述液体层由于分子间力而扩散的方程的自相似解，并假定当层的厚度达到分子尺寸量级时，它变成单分子层，可以是液体也可以是气体。为了描述液滴的扩展，描述液体或气体单分子层的演化的方程的解与自相似解匹配，使用相关的边界条件。
2008-07-17 physics.flu-dyn
Stokes flow in a drop evaporating from a liquid subphase
本文研究了液滴从液相中蒸发的过程。这两种液体是不混溶的，它们之间的接触角由Neumann结构给出。液滴的蒸发引起两种液体中的流动，其通过速度的连续性和剪切应力条件耦合。我们推导出自相似的解决方案，在这两种液体的速度场接近三相接触线，其中滴的几何形状可以近似为一个楔形。我们专注于马兰戈尼应力是可以忽略不计的情况下，流场由三个贡献：从滴面的蒸发通量驱动的流，由接触线的后退运动引起的流，和满足均匀边界条件的本征模流。本征模流是渐近次主导的所有接触角。当液滴与液下相的水平表面之间的角度小于$90^\circ$时，移动接触线流动占主导地位，而蒸发通量驱动的流动占主导地位。参数研究表明，在两种液体中的速度场如何依赖于液体之间的接触角和它们的粘度比。
2012-12-17 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
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
To grate a liquid into tiny droplets by its impact on a hydrophobic micro-grid
我们报告的实验滴影响疏水性微网格，典型的间距几十$μ$ m。当冲击速度超过临界值时，液体会向另一侧涌出，形成与网格孔大小相当的微滴。我们提出了一种方法来产生单分散喷雾或体积小至几皮升的单个微小液滴，对应于液滴体积除以高达10倍的$^5$。我们还讨论了测量的阈值与预测的惯性和毛细作用之间的平衡的差异。
2009-11-30 physics.flu-dyn
Marangoni-driven spreading of miscible liquids in the binary drop geometry
当两种具有不同表面张力的液体接触时，具有较低表面张力的液体在另一种液体上扩散。这种马兰哥尼驱动的蔓延已被研究了各种几何形状和表面活性剂，但二元几何形状（滴-滴）的动力学几乎没有定量研究，尽管其相关的滴封装应用。在这里，我们使用激光诱导荧光（LIF），以解决时间的距离$L(t)$，其中一个低表面张力的下降蔓延超过一个可混溶的高表面张力下降。测量液体之间的各种表面张力差和各种粘度的$L(t)$，揭示具有扩展指数$α\approx 0.75$的幂律$L(t)\sim t^α$。该值与先前在深浴上的粘度限制铺展的结果一致。一个单一的重新缩放的距离作为重新缩放的时间的函数的幂律合理地捕获我们的实验，以及不同的几何形状，可折叠性，和表面张力改性剂（溶剂和表面活性剂）。这一结果使得工程的广泛的液-液系统的扩散动力学。
2018-08-07 physics.flu-dyn
Cavitation Bubble Dynamics inside Liquid Drops in Microgravity
我们研究了微重力下产生的水滴内火花产生的空化气泡。高速可视化揭示了球形和几乎孤立的液体体积的独特效果。特别地，（1）环形塌陷的气泡产生从液滴逸出的两个液体射流，并且“飞溅射流”公开了显著的加宽。(2)由于激波的特殊约束，激波会引起强烈的二次空化。该特征提供了一种新的方法来估计孤立体积中的积分冲击波能量。(3)气泡的寿命在下降是短于在显着的协议与本文推导出的瑞利-Plesset方程的校正条款在扩展的体积。
2006-10-21 physics.flu-dyn
Deformation of a magnetic liquid drop and unsteady flow inside and outside it in a non-stationary magnetic field
本文研究了低雷诺数下粘性磁性液体液滴在非稳态均匀磁场中的稳态小变形振动。液滴悬浮在另一种与前者不混溶的粘性磁性液体中。非稳定磁场导致液滴内部和外部的流动。惯性是通过把流动看作基本上是不稳定的来考虑的。由于磁场的变化非常缓慢，因此可以采用准稳态磁场的近似。
2022-06-17 physics.flu-dyn
Can a liquid drop on a substrate be in equilibrium with saturated vapor?
众所周知，在无限空间中，被平坦界面隔开的液体和饱和蒸汽处于平衡状态。同样，人们也会认为一个液滴在一个平面上，与周围的蒸汽处于平衡状态，但事实并非如此：正如这项工作所显示的，液滴蒸发了。在数学上，这一结论是使用扩散界面模型推导出来的，但它也可以根据最大熵原理重新表述，表明模型独立性。从物理上讲，液滴的蒸发是由于所谓的开尔文效应，在液相边界是凸形的所有情况下，开尔文效应都会产生液体到蒸汽的质量通量。
2021-09-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Influence of liquid miscibility and wettability on the structures produced by drop-jet collisions
实验研究了液滴流与不同液体的连续射流之间的碰撞。与以往的研究相比，我们的工作集中在液体的可溶解性和润湿性对碰撞结果的影响。因此，使用提供完全和部分润湿的可混溶和不可混溶的液体。我们表明，只要射流的表面张力小于液滴的表面张力，液滴可以被射流包裹，提供所谓的液滴-射流结构。不同状态之间的过渡在本质上保持相似，其中毛细管碎裂负责射流破碎，惯性碎裂导致液滴（然后可能是射流）破碎。文献中提出的模拟惯性碎裂阈值的无量纲数并不能使不同液体的结果达到相同的临界值。我们通过对碰撞的详细分析，解释了下降和喷射延伸及其动力学的原因。发现在反冲阶段期间发生的液滴碎裂，导致我们提出了一个新的无量纲参数，成功地再现了我们所有的实验数据与不混溶液体。最后，我们证明，最戏剧性的变化的碰撞结果是通过使用液滴，完全润湿射流。在这种情况下，不能实现液滴的封装，这对基于液滴喷射结构的固化的一些应用构成了真正的限制。
2022-10-10 physics.flu-dyn
Gelation effects on the spreading of non-Newtonian drops impacting a reactive liquid
本研究通过实验与三维数值模拟，探讨了凝胶化对非牛顿液滴撞击反应性液体早期铺展的影响，并发展了强调凝胶化对最大铺展影响的理论论证。
2025-09-11 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
On the behavior of liquid drops on a solid surface. 1. The sliding of drops on an inclined surface
利用最小总能量原理推广了接触角的概念。考虑了二维固着液滴的形状问题和倾斜表面上液滴的形状问题。在这两种情况下的微分方程描述的滴形状。一个良好的润湿的情况下被认为是确定的无座和倾斜滴的配置文件。讨论了倾斜表面上液滴接触角滞后边界条件的推广。给出了液滴开始沿斜面运动的倾角极限，讨论了液滴与固体分离的模型和液滴内部液体的运动模型。这不是一个原始文本。
2005-03-07 physics.chem-ph physics.flu-dyn
Controlled drop generation via ligament extraction from a static or vibrating liquid bath
Yale University（耶鲁大学）；Brown University（布朗大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
介绍一种用弹簧加载探针拉伸液体韧带在液池表面生成液滴的方法，通过改变探针半径和缩回长度确定三种状态，能在静止和振动液池上重复生成单液滴及有序液滴晶格，且单液滴半径符合体积守恒规律。
2026-07-20 physics.flu-dyn
Crystal growth at a liquid-liquid interface upon drop impact
本文研究液滴撞击冷液体浴时液-液界面上晶体的生长动力学，提出晶体以恒定速率出现且速率取决于扩展界面热冲击的模型，并通过量纲为一曲线与实验测量对比验证。
2025-08-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Liquid droplet morphology on the fiber of a fog harvester mesh and the droplet detachment conditions under gravity
本研究数值分析了雾收集网纤维上液滴在不同Bond数和接触角下的形态转变，推导了脱落体积与Bond数的关系并计算了脱落体积。
2024-08-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Droplet impact on a thin liquid film: anatomy of the splash
我们研究了液滴在短时间内撞击薄液膜的动力学，以确定飞溅形成的机制。利用数值模拟和尺度分析，我们表明，飞溅的形成既取决于惯性动力学的液体和缓冲的气体。确定了两个渐近制度，其特征在于一个新的无量纲数$J$：当气体缓冲是弱的，射流形成后，一系列的气泡被截留和射流速度主要是由雷诺数的影响。另一方面，当空气缓冲很重要时，液滴和液膜下方的气体的润滑控制动力学，导致单个气泡截留和较弱的射流速度。
2015-11-30 physics.flu-dyn
Equilibrium shapes and floatability of static and vertically vibrated heavy liquid drops on the surface of a lighter fluid
一小滴较重的流体可以漂浮在由表面张力力支撑的较轻的流体的表面上。在平衡状态下，液滴呈径向对称形状，具有圆形三相接触线。我们从理论和实验上表明，这样一个浮动液滴具有足够小的体积有两个不同的稳定的平衡形状：一个较大的和一个较小的半径的三相接触线。接下来，我们实验研究的浮动性的粘性较低的水滴的表面上的一个更粘和密度较小的油，受到低频（Hz阶）的垂直振动。我们发现，在一定的振幅范围内，振动有助于重液滴保持漂浮。的物理机制，增加浮动性的解释由分谐波法拉第波驱动的液滴的水平伸长。三相接触线的平均长度随着液滴伸长而增加，这导致由表面张力产生的更大的平均提升力。
2021-01-26 physics.flu-dyn
Predicting the Splash of a Drop Impacting a Thin Liquid Film
本研究针对喷涂中液滴撞击薄液膜的飞溅问题，通过五种牛顿液体的高速摄像实验分析力的作用，建立飞溅阈值经验关联式，预测结果与文献数据吻合良好。
2023-10-04 hep-ex physics.flu-dyn
Three-Dimensional Smoothed Particle Hydrodynamics Simulation for Liquid Droplet with Surface Tension
提出了一种光滑粒子流体动力学（SPH）的基本方法，对具有表面张力的液滴进行三维数值模拟。液滴是表面张力建模的一种简单情况。表面张力仅作用于流体表面。在SPH方法中，我们简单地将表面张力施加在液体的边界颗粒上。利用自由曲面检测算法对三维边界上的粒子进行动态检测。边界曲面的法向量和曲率的计算与三维边界曲面重建采用移动最小二乘法（MLS）。在重建前，将坐标系转换为局部坐标系。然后，计算出取决于表面曲率的表面张力，并将其施加在液滴的边界颗粒上。给出了液滴在重力作用下运动的模拟结果。利用SPH的基本方法进行流体建模，并将3D自由表面检测算法与MLS方法相结合，可以模拟出符合预期的液滴现象。
2013-09-16 physics.flu-dyn
Sedimentation of a surfactant-laden drop in a liquid with particles
本项目旨在研究含表面活性剂的液滴在含颗粒液体中的沉降。用MATLAB进行了二维仿真。界面的捕捉采用前沿跟踪法。局部粘度取决于局部颗粒浓度，其遵循幂律。表面活性剂不仅降低了表面张力，而且还引起了表面张力梯度。如果表面张力降低，则沉降速度将由于液滴的较大变形而降低（即，下降变得更加平坦）。此外，增加表面活性剂的Peclet数（界面上对流与扩散的比率）将由于较大的表面张力梯度而降低沉降速度。
2022-04-09 physics.flu-dyn
Liquid drop splashing on smooth, rough and textured surfaces
当液滴以高速撞击干燥固体表面时发生飞溅。本文报道了飞溅如何依赖于粗糙度和表面的纹理以及液体的粘度的实验研究。对于光滑表面，存在由液滴周围的空气的存在引起的“电晕”飞溅。当速度和液体粘度变化时，会出现几种状态。还有一个“提示”飞溅，这取决于表面的粗糙度和纹理。喷射液滴的尺寸分布的测量对表面粗糙度敏感。实验结果表明，对于柱状物呈正方形排列的织构表面，溅射具有四重对称性。飞溅主要沿对角线方向发生。在这种几何形状中，两个因素对飞溅影响最大：支柱高度和支柱之间的间距。
2007-02-09 physics.flu-dyn
Droplet impact on immiscible liquid pool: Multi-scale dynamics of entrapped air cushion at short timescales
我们已经检测到独特的流体动力学拓扑结构的薄空气膜周围的中央空气凹坑形成的过程中，滴的不混溶的液体池的影响。这种模式类似于通常在各种薄凝聚态系统中发现的旋节和指状结构。然而，类似的结构，在薄的截留气体膜在下降的固体或液体的冲击过程中还没有报道。实验和理论上使用高速反射干涉成像和线性稳定性分析的厚度分布和相关的脱湿动力学的截留空气层。我们属性的形成多尺度厚度扰动，相关的破裂，和手指状突起的排水空气膜作为一个组合的工件薄膜和Saffman-Taylor不稳定性。特征长度尺度取决于冲击韦伯数、液池与液滴粘度的比率以及空气-水与空气-油表面张力的比率。
2022-03-03 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
Early-time interface instabilities in high intensity aero-breakup of liquid drop
通过数值模拟研究了高强度（高韦伯数和高雷诺数）液滴气动破碎过程中的早期界面不稳定性。基于模拟结果和线性不稳定性理论的综合分析表明，RT（Rayleigh-Taylor）和KH（Kelvin-Helmholtz）不稳定性是主要扰动来源于驻点到赤道的中途。这是进一步验证了一个特别修改的模拟，减少KH不稳定性的影响，而保持其他流动特性不变。
2014-07-04 physics.flu-dyn
Anode-metal drop formation and detachment mechanisms in liquid metal batteries
我们用数值方法研究了Li中的局部短路||双液态金属电池。在一个经典的，三个液体层系统的原型，我们假设一个可感知的局部变形的锂盐界面。我们发现，总是存在一个临界电流，在该电流下，锂液滴被切断，并转移到双相。在第二种情况下，我们假设熔融的Li包含在金属泡沫中，并且由于润湿不足，在该泡沫下方出现小的Li液滴。该液滴在洛伦兹力的作用下变形，直到最终被夹断。在这里，临界电流略低于三层系统中的临界电流，并且观察到液滴转移和完全短路。最后，我们讨论了我们的模拟实验观察到的短路和非法拉第锂转移的相关性。
2021-08-23 physics.flu-dyn
Intermittent dynamic bursting in vertically vibrated liquid drops
在垂直振动的毫升大小的液滴中观察到一种以前未报道的III型不溶性的制度，该液滴浸没在由疏水固体板支撑的更粘稠且密度更小的不混溶流体层中。随着振动幅度的逐渐增大，在液滴的上表面处激发出次谐波法拉第波。我们发现一个狭窄的窗口的振动幅度略高于法拉第阈值，其中下降表现出不规则的序列的大幅度突发事件交替与低幅度活动的间隔。触发的物理机制与表面法拉第波和液滴形状变形模式之间的竞争有关。
2020-07-28 nlin.CD physics.flu-dyn
Computing the viscous effect in early-time drop impact dynamics
液滴在固体表面上的冲击涉及许多相互交织的物理效应，并且受到液滴速度、表面张力、环境压力和液体粘度等的影响。Kolinski等人（2014 b）的实验表明，液体-空气界面甚至在接触之前就开始偏离固体表面。他们发现，界面的剥离开始于一个临界时间，该时间与液体运动粘度的平方根成比例。为了理解这一点，我们研究的方法的液滴对固体表面的存在下，一个干预的气体层。我们采用数值方法求解二维液体的纳维-斯托克斯方程和气体的可压缩润滑方程。通过这种方法，我们恢复实验捕获的早期液体粘度对液滴冲击的影响，但我们的研究结果表明，提离时间和液体运动粘度有一个更复杂的依赖比平方根标度关系。我们还预测了液-气界面的界面张力对液滴冲击的影响，表明它介导了提离行为。
2021-08-25 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Viscous to Inertial Crossover in Liquid Drop Coalescence
使用电气方法和高速成像，我们探测下降到10纳秒后，液滴接触的聚结。通过改变液体粘度超过二十年，我们得出结论，在足够低的接近速度，变形是不存在的，液滴聚结与一个意外晚的交叉时间之间的制度占主导地位的粘性和一个占主导地位的惯性效应。我们认为，后期的交叉，不占理论，可以解释由一个适当的选择存在于流动的几何形状的长度尺度。
2011-03-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann modeling of cholesteric liquid crystal droplets under an oscillatory electric field
我们数值研究了准二维胆甾相液晶液滴在随时间变化的电场中以恒定角速度旋转的动力学行为。还引入了位于液滴界面处的表面活性剂以防止液滴聚结。动力学建模的混合数值方法，其中一个标准的格子玻尔兹曼技术解决了纳维-斯托克斯方程和有限差分格式集成的液晶和表面活性剂的演化方程。我们的研究结果表明，一旦该领域被打开，液晶旋转相干触发并发轨道运动的两个液滴围绕对方，由于动量转移到周围的流体的效果。此外，拓扑缺陷，从内的液晶的冲突取向的下降，表现出一个混乱的胆甾类运动与高间距，在对比度与规则的一个发生沿向列型下降中观察到的圆形轨迹。发现这种行为取决于所施加的场的大小和频率以及液晶在液滴界面处的锚定。通过测量流体和液滴在不同频率的外加场下的角速度来定量评估这些发现。
2023-03-10 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Inverted Cheerios effect: Liquid drops attract or repel by elasto-capillarity
漂浮在液体界面上的固体颗粒表现出由表面张力介导的长程吸引力。在没有体弹性的情况下，这是主要的横向相互作用的机械来源。在这里，我们表明，一个类似的长程相互作用发生在相邻的液滴之间的固体基板上，这至关重要地依赖于毛细作用和体积弹性的组合。我们实验观察软凝胶上的液滴之间的相互作用，并提供了一个理论框架，定量预测的液滴的迁移速度。值得注意的是，我们发现，虽然在厚基板上的相互作用是纯粹的吸引力，并导致滴-滴聚结，对于相对较薄的基板的短程排斥发生，防止两滴直接接触。这种多功能的新相互作用是“Cheerios效应”的液体对固体的类似物。该效应将强烈影响液滴软聚合物膜的凝聚和粗化，并对胶体组装和机械生物学具有潜在的意义。
2016-01-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Perpetual floating drops
根据粘性排水理论，考虑了同一液体液面上漂浮液滴的稳定性。我们已经表示了空气膜的最小厚度，将液滴从液体表面分离，并且通过Hamaker常数表示液滴的寿命，表征了使空气膜不稳定的范德华力的强度。结果表明，当液滴表面速度超过某个临界值时，水平运动或只是旋转的液滴可以具有无限的寿命。一个壮观的例子，一个长寿的旋转石蜡滴在燃烧的蜡烛。所获得的结果可以帮助使用浮动/旋转液滴原位控制液体表面。
2019-09-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Drop impact of shear thickening liquids
实验研究了浓非布朗悬浮液（玉米淀粉和聚苯乙烯球）液滴在固体表面上的撞击。这种剪切增稠液体的液滴的扩展动力学和最大变形与牛顿液滴的冲击有明显的不同。一个特别引人注目的观察结果是，最大变形与液滴速度无关，并且变形在冲击阶段突然停止。这两个观察结果都是由于剪切增稠的流变性的悬浮液，从理论上解释从之间的平衡的动能和粘性耗散能，我们建立了一个缩放关系之间的最大变形和浓缩悬浮液的流变参数。
2013-06-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Liquid Hertz Contact: softness of weakly deformed drops on non-wetting substrates
弱变形液滴在非润湿表面上的行为通常用线性模型来描述。我们表明，这些简单的图片不能占测量液滴的振动或反弹的超疏水基板上的动态。我们证明，在以前的作品中观察到的一些特殊的实验观察可以通过对数校正的线性模型来理解。
2012-09-24 cond-mat.soft physics.class-ph physics.flu-dyn
Instability development of a viscous liquid drop impacting a smooth substrate
本文利用高速摄影技术研究了粘性液滴撞击光滑基底时的不稳定性发展。不稳定性的开始时间高度依赖于周围的空气压力和液体粘度：它与空气压力的负二次方减少，并与液体粘度线性增加。从实时动态测量，我们构建了一个模型，比较了来自空气的不稳定应力和来自液体粘度的稳定应力。在此模型下，我们的实验结果表明，在失稳开始时，两个应力相互平衡。该模型还说明了不同的机制，为无粘性和粘性制度以前观察到的：无粘性制度是稳定的表面张力和粘性制度是稳定的液体粘度。
2010-08-31 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Drop impact experiments of non-Newtonian liquids on micro-structured surfaces
牛顿液体在亲水和疏水表面上的铺展动力学已经被广泛研究，并且在过去的几年中，其行为已经被广泛探索。然而，非牛顿液体的跌落冲击仍需进一步研究。Luu和Forterre（J. Fluid Mech.，632，2009）成功地发现了亲水表面上屈服应力流体的标度律。当在超疏水表面上进行撞击时，他们还发现了有趣但无法解释的机制。在这项工作中，我们进行了两种类型的非牛顿液体的微图案化的表面上的跌落冲击实验：一个显示剪切增稠行为，另一个显示剪切变稀。我们的研究结果表明，一个典型的剪切增稠液体玉米淀粉-至少是一个相对较低的浓度为30\%w/w-根据牛顿液体的标度律扩展，而粘弹性液体卡波普表现为Luu和Forterre预测的亲水表面上的影响，但表现出不同的标度律时，他们的超疏水表面的影响。
2017-06-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Comparison of splashing in high and low viscosity liquids
我们探讨了当液滴撞击光滑干燥的表面时飞溅的演变。当液体粘度变化时，存在两种飞溅状态，如其对环境气体压力的依赖性所证明的。高粘度的液滴在首次接触固体很久之后，通过从扩展的液体薄层喷射出一薄层液体而飞溅。同样地，我们发现当低粘度液滴飞溅时，薄片的喷射也有延迟。我们展示了如何喷射时间的薄片取决于液体粘度和环境气体压力。
2014-02-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Impact of a Liquid Drop on a Granular Medium: inertia, viscosity and surface tension effects on the drop deformation
提出了液滴撞击颗粒介质的实验研究方法。使用四种液体来改变物理性质：纯蒸馏水、2种浓度（1：1和1：2 v/v）的甘油水和浓度为0.1 g/l的吐温20水。改变液滴自由降落高度以获得10至2000之间的韦伯数（We）。结果表明，获得的弹坑形貌高度依赖于撞击液滴动能E_{K}。液滴扩散、后退和吸收过程中的不同行为被强调为流体粘度和表面张力的函数。实验吸收时间也评论和比较简化的理论模型。液滴最大延伸和弹坑直径分别与$We^{1/5}$和$E_K^{1/5}$成比例。在这两种情况下，发现的依赖性小于文献中报道的：$We^{1/4}$为固体或颗粒表面的下降影响和$E_K^{1/4}$为球形固体颗粒介质的影响。
2010-09-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.geo-ph
Harmonic and subharmonic waves on the surface of a vibrated liquid drop
液滴和振动在日常生活和技术中无处不在，它们的结合往往会导致迷人的物理现象，为生物学，医学，化学和光子学的实际应用开辟了有趣的机会。在这里，我们研究，理论和实验，支持的固体板，垂直振动在一个单一的，低的声学范围内的频率煎饼形液滴的响应。当振动振幅较小时，液滴的主要响应是振动频率处的谐波。然而，随着振幅的增加，半频次谐波法拉第波被激发参数的下降表面上。我们开发了一个简单的一维液滴的流体动力学模型，以分析确定的谐波和第一超谐波分量的线性响应的下降的振幅。在非线性制度，我们的数值分析揭示了一个有趣的级联的不稳定性，导致发病的次谐波法拉第波，其调制不稳定性和混沌制度与宽带功率谱。我们发现，非线性响应是高度敏感的液滴尺寸和法拉第波长的比率。当液滴高度与粘性边界层的宽度相当时，谐波的主分叉由倍周期分叉主导。使用低粘度乙醇和高粘度芥花油滴在70 Hz下振动进行的实验结果与我们的建模预测定性一致。
2019-09-23 cond-mat.soft nlin.CD physics.flu-dyn
Data-Efficient Automatic Shaping of Liquid Droplets on an Air-Ferrofluid Interface with Bayesian Optimization
针对现有液滴塑形方法形状简单、适应性差、缺乏实时控制的问题，提出基于贝叶斯优化的空气-铁磁流体界面非磁性液滴高效塑形方法，可实时生成多种复杂形状，首次验证外场下非磁液滴实时自动塑形。
2025-05-18 cs.SY eess.SY physics.flu-dyn
