The characteristic rupture height of the mediating air film beneath an impacting drop on atomically smooth mica
在撞击过程中，液滴在接触表面之前，必须先置换其下方的空气。在很宽的撞击速度范围内，空气被压缩成一层薄膜，减缓液体向表面的前进。低于临界撞击速度时，空气膜保持完整;液滴从空气膜上反弹而不接触。超过这个临界冲击速度，液滴总是接触。接触形成的开始经由拓扑转变发生，由此最初连接的气体域破裂，并且形成液体毛细管桥，将液滴结合到表面。在这里，我们探测这种过渡的详细周围的临界冲击速度，使用校准的全内反射（TIR）显微镜，以监测高速在冲击过程中的气膜轮廓。观察到两种空气膜破裂模式：成核接触，这是孤立的，不对应于全球最小的空气膜厚度，和自发接触，总是发生在一个环上的影响轴上的空气膜达到其全球最小值为中心。我们的测量结果表明，对于超过临界速度的接触引发的冲击速度，空气膜破裂在几乎相同的高度h min ~ 20 nm，两种流体-硅油和水甘油混合物。接触前的空气膜的高度和持续时间，超过180液滴冲击实验分析，是一致的线性不稳定性驱动的范德华力。水溶液液滴的冲击事件显示出不同的统计接触成核比硅油，然而，一个临界的冲击速度以上的接触总是发生确定为两种液体。
2023-02-24 physics.flu-dyn
Holes in Sheets: Double-Threshold Rupture of Draining Liquid Films
University of Twente（特温特大学）；City College of New York（纽约市立学院）；Sorbonne Université（索邦大学）；Institut Universitaire de France（法国高等研究院）；Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organisation（马克斯·普朗克动力学与自组织研究所）；Durham University（杜伦大学）
研究通过直接数值模拟揭示了液膜破裂的双阈值机制，阐明了驱动力和腔体变形对破裂的影响，为喷雾、波浪破裂等过程提供了控制方法。
2026-03-30 physics.flu-dyn
Bouncing-to-wetting transition for impact of water droplets on soft solids
被液滴撞击的软表面比刚性表面在下面捕获更多的空气。空气膜的延长的寿命不仅促进了撞击液滴的弹跳行为，而且增加了空气膜本身与通过毛细波在液滴内部形成的空气腔之间相互作用的可能性。这样的相互作用可通过所谓的凹坑反转现象引起捕获的空气膜的破裂并抑制弹跳。在这项工作中，我们系统地研究了空气腔崩溃和空气膜破裂的水滴冲击软，疏水表面之间的关系。通过构建一个弹跳润湿相图的基础上被困的空气膜的破裂动力学，我们观察到的制度，其中空气膜破裂是由凹坑反转引起的一贯分离弹跳制度和润湿是由随机破裂。我们还发现，空气膜破裂的酒窝反转，反过来，影响的塌陷动力学的空气腔和由此产生的高速射流。然后，我们提供了一个详细的表征的空气腔和随后的喷射的崩溃动力学。
2021-05-11 physics.flu-dyn
Spinning Twisted Ribbons: When Two Holes Meet on a Curved Liquid Film
本研究探讨了弯曲液膜上双孔破裂的相互作用，发现液膜会演变成旋转扭曲带并最终断裂成液滴，揭示了其形成与演变机制，为多孔破裂中的液滴形成控制提供了新见解。
2025-06-30 physics.flu-dyn
Life and Death of a Thin Liquid Film
本文通过非平衡分子动力学模拟揭示薄液膜破裂的确定性机制，修正经典回缩理论，并展示形态演化模式的连续转变。
2023-11-01 physics.flu-dyn
A numerical approach for the direct computation of flows including fluid-solid interaction: modeling contact angle, film rupture, and dewetting
在本文中，我们提出了一个计算效率高的方法，包括流固相互作用的直接数值模拟的纳维-斯托克斯方程。发现该方法与我们早期的公式一样强大[J. Comp. Phys.，Vol.249：243（2015）]，同时在计算效率方面优于较早的方法。通过计算平衡状态下液滴的接触角，验证了该方法的性能和有效性。此外，我们还研究了由于不稳定的流固相互作用引起的膜的不稳定性，并讨论了接触角和惯性效应对膜破碎的影响。特别是，直接模拟结果表明，增加的最终特征长度尺度相比，线性稳定性分析的预测，这表明显着的非线性效应的影响。我们的研究结果还表明，新兴的长度尺度不同，这取决于所考虑的一些物理尺寸。
2016-04-12 physics.flu-dyn
Self-similar finite-time singularity formation in degenerate parabolic equations arising in thin-film flows
由于液体和基底之间不利的分子间相互作用，涂覆平面水平基底的薄液体膜可能对膜厚度的扰动不稳定，这可能导致有限时间破裂。破裂的自相似性质之前已经通过利用标准润滑近似以及用于解释分子间相互作用的Derjaguin（或分离）压力形式主义进行了研究，并且已经使用了具有指数$n=3$的分离压力的特定形式，即$Π(h)\propto -1/h^{3}$，其中$h$是膜厚度。在本研究中，我们使用数值延拓方法计算离散的解决方案，自相似破裂的一般分离压力指数$n$。我们专注于轴对称点破裂的解决方案，并表明对解决方案的分支合并$n$减少，导致一个临界值$n_c \approx 1.485$低于稳定的相似性解决方案似乎不存在。我们验证，这一观察也适用于平面对称线破裂的解决方案，其临界值原来是略大于轴对称的情况下，$n_c^{\mathrm{plane}}\approx 1.5$。计算的完整的时间依赖的问题也证明了稳定的相似性解决方案的损失和随后发病的级联振荡结构。
2016-09-13 physics.flu-dyn
Inertial rupture of ultrathin liquid films
采用纳维-斯托克斯方程的理论和数值模拟方法，研究了固体基底上牛顿流体薄膜在惯性驱动下的去湿动力学。在有限的Ohnersorge数的膜变薄制度的分类，统一以前的研究结果。我们发现，对于Ohnesorge数小于1，最终接近接近分子尺度的破裂奇异性是由液体惯性和范德华力之间的平衡控制，导致自相似的渐近制度与$h_{\text{min}} \propto τ^{2/5}$，其中$h_{\text{min}}$是最小的膜厚度和$τ$是破裂前剩余的时间。流动呈现三区域结构，包括由壁面和自由表面处的一对边界层限定的无旋核心。的无旋核心的势流描述，这是渐近匹配的粘性层，使我们能够提出一个完整的无参数的渐近描述惯性驱动的膜破裂。
2020-05-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Spreading and rupture dynamics of soluble surfactant-laden thin film flow down a slippery incline in presence of external shear
SRM Institute of Science and Technology（SRM科学与技术研究所）；National Taiwan Ocean University（台湾海洋大学）
研究含可溶性表面活性剂薄膜在光滑斜坡流动时的扩展与破裂动力学，用润滑近似法推导方程，考虑吸附动力学速率的快速和慢速情况，分析外部剪切力等因素对薄膜厚度及破裂的影响，揭示相关作用机制及滑移参数的双重效应。
2026-08-24 physics.flu-dyn
Instability, rupture and fluctuations in thin liquid films: Theory and computations
液体薄膜在自然现象和技术应用中普遍存在。它们已经通过确定性流体动力学方程进行了广泛的研究，但热波动往往起着至关重要的作用，需要加以理解。这方面的一个例子是去湿，其涉及薄液膜的破裂和液滴的形成。这样的过程是热激活的，并且需要自洽地考虑波动。在这项工作中，我们提出了一个分析和数值研究的随机薄膜方程来自第一原理。下面简要回顾的推导，我们仔细检查的行为的方程的限制，完全相关的噪声沿壁法线方向。采用基于谱配置法的数值格式对随机薄膜方程进行了数值模拟。该方案使我们能够探索的波动动力学的薄膜和行为的自由能在附近的破裂。最后，我们还研究了噪声强度对破裂时间的影响，这与以前的工作是一致的。
2019-02-04 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Pacification of thermocapillary destabilization of a liquid film in zero gravity through the use of an isothermal porous substrate
等温衬底上的薄液体膜，其中膜是平坦的并且平行于衬底，屈服于热毛细不稳定性并且破裂形成局部热点。这些不稳定性被称为长波长不稳定性，并且特定于液膜平均厚度比衬底特征尺寸小几个数量级的纵横比。在没有稳定的重力加速度的情况下，热毛细不稳定性的增长率进一步加剧，驱动膜在更早的时间破裂。对固体水平等温基底上牛顿液体膜的零重力动力学进行了数值模拟。当用具有一维孔隙率、用与液体膜相同的流体完全饱和并且足够深以容纳其上的所有液体的固体等温基底替换固体等温基底时，观察到不稳定的空间模式被阻尼，从而防止破裂，并且延长了膜的寿命。这种非线性演变使用递归图进行可视化和量化。
2017-09-01 physics.flu-dyn
Finite-time Thin Film Rupture Driven by Generalized Evaporative Loss
破裂是一种非线性不稳定性，当流体层在某一点接近零厚度时，会导致有限时间奇异性。本文研究了具有蒸发效应的粘性流体薄膜的广义数学模型的破裂动力学。控制润滑模型是一个四阶非线性抛物型偏微分方程，由于蒸发的非保守损失项。由于蒸发和表面张力或分子间力之间的平衡，观察到几种不同类型的有限时间奇点。非自相似行为和两类自相似破裂的解决方案进行了分析和验证高分辨率PDE模拟。
2016-02-17 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Instability and rupture of sheared viscous liquid nanofilms
该研究数值模拟粘性纳米薄膜，发现热涨落触发破裂但不影响增长率，破裂时间可由线性稳定性分析预测；单向剪切可稳定扰动，但三维中仅变向剪切能抑制破裂。
2023-06-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The influence of van der Waals interactions on a bubble moving in a tube
本文研究了在圆柱形毛细管中匀速前进的粘性可忽略的长气泡的非定常薄膜动力学。气泡取代粘性的非润湿流体，在其界面和管壁之间形成薄膜。该膜被认为足够薄，使得范德华吸引力形式的分子间力是显著的，并且薄膜破裂是可能的。在可忽略的分子间力的情况下，存在稳态溶液，其中在气泡界面和管壁之间的环形区域中沉积均匀厚度的膜。然而，一旦分子间相互作用是重要的，界面被扰动脱离其稳定状态，并且（i）扰动在到达气泡的后弯月面之前充分增长，使得破裂发生;或者（ii）扰动由于弱的分子间力而保持小，直到其通过后弯月面离开气泡界面。我们得到，无论是数值和渐近，时间尺度上发生破裂，因此，我们找到一个临界毛细管数，取决于气泡的长度和强度的分子间力，低于该膜预计破裂。
2016-10-24 physics.flu-dyn
Rupture of a surfactant-laden draining thin film
本研究探讨了重力排液对含表面活性剂薄膜稳定性的影响，通过线性稳定性分析和非线性模拟，发现排液引起的表面活性剂扰动增强使流动薄膜比静止薄膜更稳定，中等活性与显著排液可显著延长破裂时间。
2024-01-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Self-similar rupture of thin films of power-law fluid
School of Mathematical Sciences, Queensland University of Technology（昆士兰科技大学数学科学学院）
研究幂律流体薄 film 在表面张力和范德华力竞争作用下的自相似破裂行为，探讨非牛顿流体的相似解计算及其 bifurcation 图的复杂结构。
2026-05-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dynamics of thin liquid films on a porous substrate in zero gravity
等温衬底上液膜的长波动力学表现出各种物理机制之间的动态竞争。如果热毛细作用的不稳定效应克服了表面张力和重力的稳定效应，则通过形成初级和次级热毛细指状结构，液膜在有限时间内破裂。比较了两种不同基底类型的长波演化动力学：等温无孔和等温多孔小Biot数在零重力环境。多时间尺度动力学揭示了通过相似解的方法获得的时间尺度。据观察，与等温多孔基板，在零重力，二次热毛细结构阻尼通过吸胀和主热毛细结构持续很长时间而不破裂。
2016-05-26 physics.flu-dyn
On the role of variable surface viscosity in free viscous films
在不溶性表面活性剂存在下，研究了由两个自由表面限定的薄液膜的稳定性。所述表面活性剂不仅引起表面张力的梯度，而且还可使表面粘度作为其浓度的函数而显著变化。一组三个耦合的非线性演化方程推导出的膜的高度，浓度的表面活性剂，和水平的液体速度支配的自由膜的动态。合适的表面张力和表面粘度与表面活性剂的浓度的变化的唯象模型被纳入界面应力边界条件。线性稳定性分析揭示了各种无量纲参数的影响，特别是表面粘度和Marangoni效应对膜破裂的阻滞性质。表面活性剂浓度的“堵塞”极限的分析表明，$Γ_0^{(nl)}<3 \mathbb{D}/M$是系统不稳定的充分判据，其中$Γ_0^{(nl)}$是归一化的初始表面颗粒浓度，$\mathbb{D}$是分离压力数，$\textit{M}$是Marangoni数。非线性模拟表明，在破裂的膜配置文件也从定性上不同于那些在早期的研究中报道的，揭示了自由膜的干扰限制是非常稳定的，他们的自由表面的行为像不动的接口。此外，从我们的非线性模拟提取的自相似指数被用来解释在破裂附近的零和恒定的表面粘度之间的拓扑差异。
2019-02-28 physics.flu-dyn
Drop impact onto a substrate wetted by another liquid: Corona detachment from the wall film
使用高速视频系统观察并表征了另一种液体的液滴撞击到薄液膜上。一种新的模式飞溅-一个完整的，同时电晕脱离-已被观察到，这是附近的壁膜的薄层破裂的结果。突然向外和向上位移的薄片导致冠壁的极端拉伸，导致冠壁迅速变薄和破裂。这种破裂触发了泰勒-库里克边缘的传播，这些边缘迅速扩散，相遇，从而同时削弱了整个日冕，导致其分离。用扩散电晕撞击固定针的特殊实验，补充了上述机制的物理证据。一个自洽的理论所观察到的现象，提出并与实验相比，表现出良好的协议。
2021-11-30 physics.flu-dyn
Fluctuation-driven dynamics in nanoscale thin-film flows: physical insights from numerical investigations
热波动对纳米级流动的影响被捕获的数值方案，是由波动的流体力学支撑。采用非均匀自适应网格求解随机润滑方程，研究了一系列纳米尺度薄膜流动。Fornberg格式用于高分辨率的空间离散和一个全隐式的时间推进格式的数值稳定性。数值方法的准确性进行了验证，对热毛细波在其发展的线性阶段的理论结果。然后，该框架被用来研究三个有界薄膜流的非线性行为：（i）液滴扩散，其中新的幂律推导;（ii）液滴聚结，其中分子动力学的结果再现SLE在一小部分的计算成本，它被发现，热波动减速的过程中，与以前研究的现象相反;和（iii）薄膜破裂，其中，在所考虑的制度，分离压力占主导地位的破裂的最后阶段。
2022-02-15 physics.flu-dyn
Effect of Spatially Heterogeneous Mucin Coverage on Tear Film Stability and Ruptur
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）
通过薄膜模型研究角膜表面异质性润湿性对泪膜稳定性的影响，发现黏蛋白缺乏区域优先破裂，破裂位置由分离压分布决定，模型预测的破裂时间与临床值吻合。
2026-06-05 physics.flu-dyn physics.med-ph
Thermocapillary Thin Films: Periodic Steady States and Film Rupture
本文研究热毛细薄膜方程的周期稳态，证明其沿固定波数与质量的全局分岔支存在并收敛至破裂弱解，同时分析近分岔点不稳定性及振幅方程。
2024-05-22 math.AP nlin.PS physics.flu-dyn
Dynamics of liquid plugs in prewetted capillary tubes: from acceleration and rupture to deceleration and airway obstruction
对预湿圆柱形毛细管内恒压头下单个液塞的动力学进行了实验和理论研究。它示出，取决于预湿膜的厚度和压头的大小，塞子可以经历连续的加速，导致其尺寸的急剧减小，并最终破裂，或者相反，与它们的生长和气道阻塞的加剧相关的逐渐减速。这些行为用简单的非线性模型定量再现[Baudoin等人，Proc. Nat. Ac. Sci. USA，2013，110，859]，此处适用于圆柱形通道。此外，这两个政权之间的过渡的分析标准的推导和成功地与大量的实验数据进行比较。这项工作对肺阻塞性疾病的潜在影响进行了讨论。
2016-09-12 physics.flu-dyn
The effect of gravity on the stability of an evaporating dichloromethane liquid film
研究了二氯甲烷（DCM）液膜的零重力蒸发。由此产生的薄膜动力学和稳定的薄膜的标准描述的长波理论的基础上。它的结论是，受长波不稳定性的膜显示的外观的模式的最大增长率在破裂时，无论初始条件或域尺寸的条件。在地球重力下稳定的薄膜在零重力下不稳定。
2013-06-11 physics.flu-dyn
Stability and nonlinear dynamics of three-layer viscous films inside a vertical cylindrical tube
University of Alabama（阿拉巴马大学）
该研究针对垂直圆柱管内三层粘性液膜结构，通过线性和非线性分析及数值模拟，揭示其稳定性特性与独特的中间层破裂机制，为分层输运过程研究提供理论基础。
2026-08-21 physics.flu-dyn
Manifold death: a Volume of Fluid implementation of controlled topological changes in thin sheets by the signature method
流体体积（VOF）方法的一个众所周知的缺点是薄液膜或细丝的破裂主要是由数值方面而不是物理方面引起的。当薄膜的厚度达到网格尺寸的数量级时，发生破裂，并且通过细化网格，破裂事件被延迟。当细丝破裂时，由于VOF的质量守恒性质，产生许多液滴。因此，破碎的数值特征不允许在网格细化下获得所需的液滴尺寸分布的收敛。在这项工作中，我们提出了一种新的算法来检测和识别薄结构。首先，薄膜或韧带通过从体积分数获得的指标的二次矩来识别。一个多尺度的方法，使我们能够选择独立的网格分辨率的临界膜厚度。然后在薄膜厚度达到网格尺寸之前，通过在薄膜中打孔来诱导分裂。我们表明，该方法提高了收敛网格细化的液滴的尺寸分布和拟能。
2022-06-24 physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann simulations of stochastic thin film dewetting
我们数值研究了热涨落和可变的流体-基底相互作用对薄液膜自发去湿的影响。为此，我们使用最近开发的格子玻尔兹曼方法的薄液膜流动，配备了适当设计的随机项。虽然它是已知的，热波动产生较短的破裂时间，我们表明，这是一个亲水性基板的一般特征，无论接触角。然而，确定性和随机破裂时间之间的比率随着$θ$而减小。最后，我们讨论的情况下波动的薄膜去湿化学图案化基板和它的依赖形式的润湿性梯度。
2021-08-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Pressure-driven dynamics of liquid plugs in rectangular microchannels: influence of the transition between quasi-static and dynamic film deposition regimes
本文从实验和理论上研究了单向和循环压力作用下矩形微通道内液塞的动力学行为。在这两种情况下，它表明，准静态和动态膜沉积之间的过渡后面的液体塞导致一个显着的加速度的插头，迅速导致其破裂。这种行为正确的渠道与尖角恢复从降维模型的基础上以前的理论和数值的发展。此外，它示出的周期性强迫的插头经历稳定的周期性振荡，如果它仍然在准静态膜沉积制度在第一个周期期间，而否则它周期性地加速和破裂。这两个政权之间的过渡发生在一个压力依赖的临界初始长度，其值可以从理论上预测。
2018-08-23 physics.class-ph 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
Viscoelasticity reduces the droplet size in mucosalivary film fragmentation during intense respiratory events
本研究通过实验和数值模拟揭示，黏膜唾液流体的粘弹性使袋状结构膨胀更薄，从而在剧烈呼吸事件中产生更小的气溶胶液滴。
2025-05-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Analysis of vibration impact on stability of dewetting thin liquid film
研究了垂直振动基底上薄去湿液膜的动力学行为。我们假设中等的振动频率和大的振动振幅（与平均膜厚相比）。利用润滑近似和平均法，我们建立了控制膜中脉动流和平均流的耦合方程组，并导出了平均膜厚的非线性振幅方程。我们发现，在频率-振幅域中存在一个窗口，脉动流的参数和剪切流不稳定性不会出现。因此，在这个窗口中，平均描述是合理的，振幅方程成立。对振幅方程的线性和非线性分析以及数值计算表明，这种振动使膜稳定，防止脱湿和破裂。
2007-12-13 physics.flu-dyn
Dewetting of a thin polymer film under shear
本文通过有限差分法求解含毛细力和范德华力的薄液膜方程，研究剪切对超薄聚合物薄膜破裂的影响，揭示了低剪切延迟破裂、高剪切抑制破裂及中间瞬态平衡三种状态，并指出非线性效应在剪切存在时不可忽略。
2021-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.class-ph
Numerical simulation of pulmonary airway reopening by the EOS-based multiphase lattice Boltzmann method
气溶胶的形成与肺气道重新开放过程中液体塞的破裂有关。这个过程的流体动力学很难预测，因为破裂涉及复杂的液-气转变。状态方程在气液相变的热力学过程中起着关键作用。在这里，我们提出了一个基于EOS的多相格子玻尔兹曼模型，其中的非理想力直接评估EOS。该多相模型用于模拟肺气道重新开放并研究呼气过程中的气溶胶形成。数值模型首先验证了Fujioka等人的模拟。（2008年）。并且结果与他们的研究合理地一致。此外，还对有气溶胶形成和无气溶胶形成两种情况下的破裂进行了对比分析。结果表明，气溶胶对上皮细胞的损伤与无气溶胶时基本相同，即使气道压降增加约67%。通过数值模拟，研究了压降、液塞厚度和液膜厚度对气溶胶粒径和机械应力的影响。结果表明，随着压降的增大和液塞厚度的减小，气溶胶粒径和机械应力增大;随着液膜厚度的减小，气溶胶粒径和机械应力减小。本多相模型可以扩展到研究携带流感病毒或冠状病毒生物颗粒的生物气溶胶的产生和传播。
2021-03-15 physics.flu-dyn
Influence of van der Waals forces on the instability of a liquid film in a tube
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；University of Twente（特温特大学）
研究通过线性稳定性分析揭示范德瓦尔斯力增强扰动增长、降低主导波长及减少临界液膜厚度的作用，同时通过数值模拟验证并扩展至非线性区域，发现其改变界面形态并抑制卫星丘形成。
2026-04-07 physics.flu-dyn
Drainage and lifetime of thin liquid films: the role of salinity and convective evaporation
本文通过实验研究盐度与湿度对薄液膜排液和寿命的影响，发现排液仅由黏度决定，而寿命受湿度和空气混合显著调控，并基于蒸发速率建立了寿命标度律。
2025-05-07 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
Film transitions of receding contact lines
当固体板从液体浴中取出时，在固体、液体和气体相遇处形成后退接触线。在临界速度$U_{cr}$以上，静止接触线不再存在，固体最终将完全被液体膜覆盖。在这里，我们表明，这种涂层过渡的分叉图定性的变化，从不连续到连续，当减少倾斜角的板。我们表明，这种效果是由毛细波的存在下，说明大规模的流动强烈影响的最大速度去湿。
2007-06-19 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
3D instability of a toroidal flow in the liquid partially covered by a solid film
本文用数值方法研究了定常圆柱形径向热毛细流动的流动结构稳定性。液体的上边界部分被不溶性表面活性剂的固定膜覆盖，推到腔壁。基于界面流体力学方程，利用ComsolMultiphysics数学软件包进行计算。结果表明，对流不稳定性的结果出现径向流对称性破坏的效果，使液体的初始极向旋转转换到方位平面。在表面活性剂膜下形成倾斜的稳定体积涡系。研究了旋转面倾角与径向热毛细流强度的关系。结果表明，角向涡量可以由点热源功率和自由表面积调节。加热强度的增加导致了方位涡度的增长。因此，初始径向对称的环形流被分成两部分，在膜下的方位平面中产生涡
2021-05-06 physics.flu-dyn
Thin-film flows of granular suspensions on a solid surface
Université Paris Cité, CNRS（巴黎西岱大学，法国国家科学研究中心）；University of Chicago（芝加哥大学）
本文综述了颗粒悬浮液在固体基底上铺展的薄膜流动动力学，重点分析了液滴铺展与浸涂两种典型情形中自由表面与悬浮液微观结构的耦合效应。
2025-10-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Transient structures in rupturing thin-films: Marangoni-induced symmetry-breaking pattern formation in viscous fluids
在肥皂泡破裂前的几分钟内，可以观察到独特的和可重复的图案。这些准稳定的瞬态结构与复杂的Marangoni流的不稳定性在弯曲的薄膜上的表面活性剂溶液的存在下。在这里，我们报告了一个广义的Cahn-Hilliard-Swift-Hohenberg模型，该模型使用渐近理论描述了在弯曲表面负载薄膜中的准弹性条纹斑图形成和随之而来的粗化动力学。通过测试的理论对实验肥皂泡，我们发现定量协议与分析预测的成核和早期粗化阶段与图案。我们的研究结果提供了基本的物理理解，可用于（去）稳定薄膜在表面活性剂的存在下，并具有重要的影响，自然和工业环境，如生产薄的涂层膜，泡沫，乳液和喷雾剂。
2019-05-17 nlin.PS physics.flu-dyn
The effect of wall slip on the dewetting of ultrathin films on solid substrates: Linear instability and second-order lubrication theory
在惯性可忽略的情况下，分析了壁面滑移对固体基底上非润湿液膜不稳定性的影响。特别是，我们专注于膜的稳定性，比较在文献中，即弱，中间和强滑动模型，与斯托克斯方程的三种润滑模型的性能。由于没有上述领先阶润滑模型被证明是能够预测的增长率的扰动的整个范围内的滑动长度，我们开发了一个抛物线模型，能够准确地预测的线性动态的膜为任意滑动长度。
2020-10-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A Lagrangian meshfree model for solidification of liquid thin-films
提出一种拉格朗日无网格薄液膜凝固模型，结合DDM、高斯核膜高估计与Stefan固相演化，兼顾非定常传热、体积变化及凝固区形状，经解析算例和结冰文献数据验证。
2024-04-10 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Modelling of the dewetting of ultra-thin liquid films on chemically patterned substrates: linear spectrum and deposition patterns
本文通过薄液膜方程和线性稳定性分析研究化学非均匀基底上纳米液膜的去润湿，提出从早期膜高剖面测量表面能图案的方法，并揭示最终液滴阵列对图案形状、尺寸和幅值的依赖关系。
2025-04-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Chemically reactive thin films: dynamics and stability
本文通过线性稳定性分析和数值模拟，研究催化剂引发的化学反应对液体薄膜稳定性的影响，揭示了反应可稳定或不稳定薄膜的新机制及化学活性液滴的非稳态行为。
2024-02-22 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Controlling the dewetting morphologies of thin liquid films by switchable substrates
本文计算研究了沉积在时空变化接触角建模的可切换基底上的不稳定薄膜动力学，发现通过控制润湿性变化率可形成亚稳态细流，并基于单一无量纲参数提出了细流判据及理论解释。
2021-12-17 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Thin-Film Smoothed Particle Hydrodynamics Fluid
我们提出了一种基于粒子的方法来模拟薄膜流体，共同促进积极的表面变形和蓬勃发展的切向流动。我们从表面张力驱动的纳维-斯托克斯方程中建立动力学模型，并使用渐近润滑理论进行降维，并基于弱可压缩光滑粒子流体动力学（SPH）定制了一组微分算子用于演化点集表面。关键的见解是，SPH的可压缩性，这是不利的，在其典型的使用，是有助于在我们的应用程序，以共同发展的厚度，计算的表面张力，并加强流体的不可压缩性上的薄膜。通过这种方式，我们能够以基于物理的方式将表面变形与面内流动双向耦合。我们可以模拟复杂的旋涡漩涡，由于瑞利-泰勒不稳定性，毛细波，牛顿干涉条纹，和马兰戈尼效应自由变形表面上的指状效应，提出了现实的视觉结果和数值验证。我们的系统基于粒子的性质也使它能够方便地处理拓扑结构的变化和余维转换，使我们能够结婚的薄膜模拟与广泛的3D现象，如夹断不稳定的悬链线，重力下滴，液滴合并，以及气泡破裂。
2021-05-17 cs.GR physics.flu-dyn
Equilibrium gas-liquid-solid contact angle from density-functional theory
我们通过密度泛函理论研究了流体与固体边界接触的平衡问题。取决于条件，流体可以是单相、气相或液相，或两相，而壁诱导作用于流体颗粒的外部场。我们首先研究液膜与壁面接触的情况。我们构造的分支图的膜厚度作为化学势的函数。在特定的化学势值下，两个同样稳定的薄膜，薄的和厚的，可以共存。当接近饱和时，厚膜的厚度趋于无穷大。这允许构造与壁形成良好限定的接触角的液-气界面。
2010-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
A mesoscopic model for microscale hydrodynamics and interfacial phenomena: Slip, films, and contact angle hysteresis
我们提出了一个模型的基础上的格子玻尔兹曼方程，是适合于模拟动态润湿。该模型是能够表现出基本的界面现象，如弱吸附的固体基质上的流体和存在的薄表面膜内的分离压力的作用。该表面膜中的动力学与流体本体中的流体动力学紧密耦合，确定主要感兴趣的宏观性质：流体动力学滑移;平衡接触角;以及接触角的静态和动态滞后。流固相互作用的赝势由一个排斥核和一个可以独立调节的吸引尾组成。这使得能够有效地修改分离压力的函数形式，使得可以改变在呈现相同平衡接触角的表面上的静态和动态滞后。模型化的固体-流体界面是扩散的，由壁概率函数表示，其最终控制固体和流体相之间的动量交换。这种方法使我们能够有效地改变固体基底的给定润湿性（即静态接触角）的滑移长度。
2012-02-28 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Confined ionic liquids films under shear: The importance of the chemical nature of the solid surface
本文通过分子动力学模拟研究离子液体纳米薄膜在不同化学性质固体表面间的剪切行为，发现增强离子-表面相互作用可形成结构更规则且抗剪切和黏性加热的类固体层，并基于局部和工程两种黏度定义揭示了剪切变稀与温升导致黏度下降的规律。
2023-04-13 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
