Water-oil drainage dynamics in oil-wet random microfluidic porous media analogs
在微流体多孔介质类似物中进行的置换实验表明，降低的表面张力导致更稳定的置换，这与Hele-Shaw单元中的过程相反，在Hele-Shaw单元中，表面张力通过较低粘性的流体稳定较高粘性的流体的置换。此外，多孔介质的几何形状被观察到起着重要的作用。三个随机的微流体多孔介质模拟研究水-油排水动力学，其特征在于具有均匀宽度的随机连接通道的图案，具有高斯通道宽度分布的图案，以及具有大的孤立孔的图案。使用聚二甲基硅氧烷制造的具有玻璃盖的微流控芯片具有用三氯硅烷处理的内表面，以实现均匀的油润湿条件。水相置换油相，粘度比为约1：40，密度比为1：0.85。视频1-3显示了注水过程。据观察，通道尺寸分布（视频2）和孔隙尺寸的不均匀性（视频3）导致更强的指状物和降低的驱替效率。视频4显示，由于毛细力和接触角滞后的差异，小通道中的弯月面随着水前缘移动到附近的大空腔中而后退。视频5和6均在芯片2中以100 X放大率拍摄，显示了降低的界面张力的稳定效果。
2012-10-15 physics.flu-dyn
Marginal regeneration-induced drainage of surface bubbles
预测表面气泡的寿命需要更好地了解泡帽的变薄动力学。1959年，Mysel \textit{et al.} \cite{mysels1959soap}提出，应考虑\textit{marginal regeneration}，即比薄膜更薄的斑块的隆起来描述薄膜排水。然而，这些浮力补丁和他们的动态，以及量化的贡献变薄的动态仍然缺乏准确的描述。在本文中，我们可视化的补丁，并表明他们的上升速度和大小是在良好的协议模型分别基于重力和表面粘性力的平衡和瑞利-泰勒不稳定性\cite{Seiwert2017,Shabalina2019}。我们的研究结果表明，在湿度饱和的环境中，排水引起的动力学正确地描述了在实验误差条内的气泡的顶点处的膜排水。我们的结论是，薄膜变薄的肥皂泡确实是控制，在很大程度上，由\textit{marginal regeneration}在蒸发的情况下。
2021-09-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Burst dynamics, up-scaling and dissipation of slow drainage in porous media
本文对多孔介质中的排水问题进行了理论和实验研究。该研究仅限于中等注入速率下的稳定流体前沿，但考虑了毛细管力、粘性力和重力。在该理论中，只要知道无量纲波动数、润湿性、流体间的表面张力、侵入前缘和侵入结构的分维以及描述渗流相关长度发散的指数，就可以计算出系统所作的功、能量耗散、最终饱和度以及稳定流体前缘的宽度。这种理论描述解释了海恩斯跳跃的局部活动和耗散如何与更大尺度上的耗散相关联。
2021-12-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Drainage in a model stratified porous medium
我们表明，当一个非润湿流体排水分层多孔介质在足够小的毛细管数Ca，它只流过介质的粗地层;相比之下，高于阈值Ca，非润湿流体也被迫横向，部分相邻的，更精细的地层。这种局部浸润的空间范围随着Ca的增加而增加。我们定量地了解这种行为，通过平衡地层规模的粘性压力驱动流动与所需的毛细管压力侵入个别孔隙。由于地质构造经常分层，我们预计，我们的研究结果将是相关的一些重要的应用，包括了解石油迁移，防止地下水污染，地下CO $_{2}$存储。
2013-01-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.flu-dyn
Simulating temporal evolution of pressure in two-phase flow in porous media
我们模拟了多孔介质中两相渗流中由于毛细力和粘性力引起的压力随时间的演化。我们分析了我们的结果，根据宏观流动方程的两相流。我们还调查了被困集群的压力演化和系统的有效渗透率的效果。我们发现，毛细管力起着重要的作用，在位移过程中的快速和缓慢的注射速率，无论是当入侵的流体是更多或更少的粘性比防御流体。模拟是基于网络模拟器模拟两相排水位移的二维格子管。
1998-01-28 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Gravity-driven viscous flow over partially lubricated bed
本文通过解析模型、标度论证和数值实验，研究了部分润滑基底上黏性流体的流动，揭示了扰动应力与速度随系统参数的标度关系，并可用于评估冰盖湖泊排水级联的触发条件。
2025-10-15 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Viscous lubrication force between spherical bubbles with time-dependent radii
本文通过润滑理论研究了时变半径球形气泡间的粘性润滑力，揭示其弱对数奇异性，并结合Stokes流理论验证了结果的可靠性，为气浮过程中气泡排水时间和膨胀速率提供了理论依据。
2024-02-27 physics.flu-dyn
Coupled effects of applied load and surface structure on the viscous forces during peeling
树蛙能够利用其趾垫中上皮细胞的互连网络来调节其在干燥，潮湿和洪水环境下对表面的粘附。据推测，这些相互连接的排水通道减少了流体动力学排斥，以促进在完全淹没的环境（淹没条件）下的接触。使用一个定制的设备，我们调查的剥离力的表面结构和负载条件之间的相互作用。通过结合正常方法和剥离分离，我们可以将表面结构的影响与载荷条件隔离开来。我们调查三个表面：两个刚性的结构化表面，包括阵列的圆柱柱和一个平面作为控制。我们观察到三个制度，在工作中需要分离的结构化表面，取决于流体膜厚度之前拉出。这三个制度是基于流体力学和我们的实验结果同意一个简单的缩放参数，涉及到不同的制度观察到的表面特征。总的来说，我们发现，当考虑纯粘性贡献时，结构化表面的分离功总是小于或等于光滑表面的分离功。
2015-02-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Viscous growth and rebound of a bubble near a rigid surface
受气泡动力微火箭中催化表面附近微气泡动力学的启发，我们从理论上考虑了Stokes流中平坦无滑移表面附近自由球形气泡的生长。气泡表面处的流动的特征在于恒定的滑移长度，其允许调节其表面的流体动力学流动性，并在一种制剂中处理清洁和污染的气泡以及刚性壳体。从一个无限小的气泡开始，流体流动和流体动力学上的增长气泡得到解析。我们证明，根据相对于初始距离的气泡滑移长度的值，到壁，气泡将单调地排出流体分离它从壁，这将指数变薄，或它将反弹的表面一次，最终排水的薄膜。干净的气泡被证明是一个奇异的限制谁总是单调地得到排斥的表面。在润滑极限下，进一步详细分析了有限滑移长度气泡的弹跳现象。特别是，我们确定的流体动力方向的逆转的起源，由于在气泡和表面之间的膜中的流型的变化，并与相关的润滑压力。最后，最终排水动态的电影观察到遵循一个通用的代数缩放所有有限的滑移长度。
2018-11-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Interplay of viscosity and wettability controls fluid displacement in porous media
该研究通过直接数值模拟和稳定性分析，揭示非均质多孔介质中黏度比 M 与润湿性共同控制不混溶流体驱替流态及孔隙充填机制。
2023-04-23 physics.flu-dyn
Electrified Cone Formation in Perfectly Conducting Viscous Liquids: Self-Similar Growth Irrespective of Reynolds Number
在临界场强以上，带电的、理想导电的粘性液体（例如液态金属）的自由表面已知会发展出类似于具有圆锥尖端的尖点的加速突起。据报道，从尖端锐化场自增强产生发散的幂律增长在有限的时间内的力作用在该地区。以前的研究已经确定，尖端锐化收益通过自相似过程中的两个不同的限制-斯托克斯制度在$\textsf{Re}=0$和无粘制度$\textsf{Re} \to \infty$。利用有限元模拟跟踪加速度的带电突起在一个完美的导电牛顿液体在真空中保持在恒定的毛细管数，我们证明了锥尖\textit{always}经历自相似增长的雷诺数无关。计算出的纳维-斯托克斯方程和界面法向应力条件中的项在尖端处的爆破指数揭示了随着$\textsf{Re}$增加而起作用的不同力。毛细管应力指数的尖端形状的重新缩放产生了良好的崩溃到一个通用的圆锥形尖端形状与内部半角依赖于麦克斯韦应力的大小。液体界面的快速加速也产生具有非常高的局部应变率的薄表面边界层。适用于液态金属离子源等系统中锥体生长的模拟流的其他细节有助于消除普遍存在的误解，即动态锥体类似于传统的泰勒锥体，或者可以忽略有限$\textsf{Re}$处的粘性应力。
2019-08-12 physics.flu-dyn
A generalized traction integral equation for Stokes flow, with applications to near-wall particle mobility and viscous erosion
本文导出了考虑背景流和/或平面壁存在时，在粘性流体中运动的物体表面力的双层积分方程。洛仑兹互等定理用于将物体上的表面力与包含背景速度和假想边界球上的应力场的积分联系起来（对于壁面边界流，则为半球）。推导需要与许多基本的奇异性解决方案，我们提供的自由空间和壁有界域的速度和应力场。该方法的两个示例应用进行了讨论：我们研究了在一个平面壁附近移动的椭球体上的牵引力，这提供了一个更详细的了解，以及研究掠扫和反转轨迹的背景下，颗粒沉降，和侵蚀的机构由粘性流，在该表面烧蚀率成比例的局部粘性剪切应力。模拟和分析估计表明，在均匀流中的球体首先几乎但不完全地减小到阻力最小化剖面，然后在有限时间内消失。本文还研究了剪切流中和近壁面处侵蚀体的形状动力学。在身体表面上的停滞点一般导致尖点的形成，其数量取决于流动配置和/或附近边界的存在。
2017-01-30 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Linear stability of a rotating liquid column revisited
本文重新审视刚性旋转液柱的线性稳定性，发现无粘与粘性判据差异源于We-k平面中无限层次的无粘稳定岛结构，其由逆行模式与科里奥利模式的级联合并产生。
2021-07-14 astro-ph.GA physics.flu-dyn
Exact solution for the motion of a rigid particle with $\boldsymbol{S_4}$ and $\boldsymbol{C_{2v}}$ symmetry settling under gravity in a viscous fluid
Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院基础技术研究所）
该研究推导了雷诺数远小于1时，具$C_{2v}$和$S_4$对称性的刚性颗粒在粘性流体中沉降的精确解，明确了其准周期运动特性、轨道特征及相关参数的闭式表达式。
2026-08-11 cond-mat.soft nlin.SI physics.flu-dyn
