A geometric interpolation scheme for applying dynamic wetting to three-dimensional volume of fluid simulations
本文提出一种基于VOF的三维动态润湿模拟框架，通过几何插值获取接触线速度，并结合动态接触角模型及滞后效应，经实验验证与比较分析，实现准确模拟。
2025-09-25 physics.flu-dyn
Molecular Origin of Contact Line Friction in Dynamic Wetting
亲水性液体，例如水，与亲水性基质形成氢键。氢键相互作用的强度和局部性阻止液体在衬底上滑动。然后问题出现了接触线如何在润湿过程中前进。使用大规模的分子动力学模拟，我们表明，接触线的进步，通过两个不同的过程中移动的接触线前面的单个分子：移动或取代其他液体分子。在这两个过程中，摩擦都发生在分子尺度上。我们测量接触线处的能量耗散，并表明它与液滴体积中的耗散具有相同的量级。随着接触角减小，摩擦显著增加，这表明热活化起作用。我们提供了一个简单的模型，是与观察一致。
2018-02-19 physics.flu-dyn
Initial spreading of low-viscosity drops on partially wetting surfaces
液滴在与部分润湿的基底接触后直接开始扩散。虽然这种现象涉及三相接触线，但扩展运动非常快。我们研究了低粘度液滴的初始铺展动力学，使用两种互补的方法：分子动力学模拟和高速成像。我们访问以前未探索的长度和时间尺度，并提供了一个详细的图片如何建立液滴和固体之间的初始接触。这两种方法都明确地指向一个独立于润湿性的铺展状态，接触半径随着时间的平方根而增长。
2012-05-01 physics.flu-dyn
Wetting of Flat Gradient Surfaces
梯度、化学改性的平坦表面能够实现液滴的定向运输。梯度表面固有的表观接触角的计算是具有挑战性的，即使是原子级平坦的。梯度，平坦的固体表面的润湿处理内的变分方法，根据该接触线是自由移动沿基板。变分问题的横截性条件产生了适用于梯度固体表面的广义Young方程。置于梯度表面上的液滴的表观（平衡）接触角取决于接触线的半径和界面张力的导数值。考虑了问题的线性近似。结果表明，在梯度表面上，接触角滞后是不可避免的。讨论了梯度表面的电润湿。
2018-01-15 physics.flu-dyn
Self-organised dip-coating patterns of simple, partially wetting, nonvolatile liquids
当从简单的、部分润湿的、非挥发性液体的浴中取出固体基材时，通常区分两种状态，即，在取出后，基材宏观上是干燥的或被液体膜均匀地涂覆。在后一种情况下，涂层被称为Landau-Levich膜。它的厚度取决于衬底退出的角度和速度。我们预测的流体动力学薄膜模型的存在的第三个政权的数值和分析调查的手段。它由平行于弯月面定向的液体脊的规则图案的沉积组成。我们建立的基础弯月面不稳定性的机制源于竞争膜去湿和Landau-Levich膜沉积。我们的分析结合了边际稳定性分析，数值时间模拟和数值分岔研究，通过路径延续。
2019-06-03 physics.flu-dyn
Hydrodynamic theory of de-wetting
在润湿现象的研究中，一个典型的问题是固体浸入液体浴或从液体浴中抽出的问题。在后一种去湿情况下，存在临界速度，高于该临界速度，静止接触线不再可持续，并且液体膜沉积在固体上。证明这种行为是一个流体动力学不稳定的接触线附近，我们提供了第一个理论解释的一个经典的预测，由于Derjaguin和Levi：不稳定发生时，外部，静态弯月面接近的形状对应于一个完美的润湿流体。
2003-12-24 physics.flu-dyn
A mathematical model and mesh-free numerical method for contact-line motion in lubrication theory
本文介绍了一种描述润滑理论中接触线运动的无网格数值方法的数学模型。我们展示了该模型如何解决接触线处的奇异性，并为不断发展的扩散液滴生成平滑的轮廓。该模型很好地描述了液滴扩散的物理过程，包括接触线演化的坦纳定律。该模型可以配置为描述完全润湿或部分润湿，我们探讨这两种情况下的数值。在部分润湿的情况下，该模型也承认液滴轮廓，我们在这里提出的解析解。
2021-07-22 physics.flu-dyn
Wetting on smooth micropatterned defects
我们开发了一个模型，预测光滑的微图案化缺陷引入的接触角滞后。用光滑函数对缺陷进行建模，并用切线解解释了接触角滞后现象。当微弯月面同时接触缺陷的两侧时，接触线发生脱钉。使用光刻胶和实验结果证实了该模型的缺陷。重要的一点是该模型是尺度无关的，即接触角滞后取决于函数的纵横比，而不是其绝对大小;这可能对自然表面缺陷有影响。
2011-01-05 physics.flu-dyn
Asymmetry of wetting and de-wetting on high-friction surfaces originates from the same molecular physics
三相接触线的运动是微纳流体学中最重要的研究课题之一。根据许多流体动力学和分子模型，接触线的动力学被假设为过阻尼并由局部液固摩擦主导，从而导致接触线速度和微观接触角之间存在迁移率关系。我们提出并讨论了一套非平衡原子分子动力学模拟的水纳米液滴扩散或限制在二氧化硅类墙壁之间，显示上述关系的存在和润湿模式下的不变性（“自发”或“强迫”）。在改变壁的润湿性时，人们已经注意到，更亲水的基板更容易润湿，而不是去湿，我们展示了这种不对称性如何可以自动捕获的接触线摩擦模型，占液体层之间的分子传输。对近接触线水分子的有序性和取向的简单考察证实了该模型的物理基础。最后，我们提出了一种方法来区分接触线摩擦模型，克服了实验分辨率的限制。这项工作构成了一个垫脚石走向神秘化的润湿动力学高摩擦亲水性基板，并强调了相关的接触线摩擦建模的三相接触线的运动。
2022-09-28 physics.comp-ph physics.flu-dyn
The receding contact line cools down during dynamic wetting
通过非平衡分子动力学模拟，发现后退接触线在动态润湿过程中温度下降，并基于宏观能量平衡揭示了其内能变化机制，为动态接触线建模和纳米流体热输运分析提供了新框架。
2023-08-10 physics.flu-dyn
Boundary conditions for dynamic wetting -- A mathematical analysis
Huh和Scriven在著名的论文中讨论了移动接触线悖论，从而在两相纳维-斯托克斯方程的框架内，对动态润湿的连续力学模型中的奇异性进行了广泛的科学讨论。由于无滑移条件引入了一个不可积的，因此非物理奇异性的模型，各种模型，以放松奇异性已被提出。许多松弛机制仍然保留一个弱的（可积的）奇异性，而其他方法则寻找在移动接触线处具有有限曲率和压力的完全正则解。特别是，最近引入的模型（Lukyanov，Pryer，Langmuir 2017）旨在通过修改边界条件获得正则解。本文将相容性分析的数学工具应用于动态润湿的连续介质模型。其基本思想是，边界条件必须在接触线处相容，以便允许正则解。值得注意的是，该方法允许计算显式表达式的压力和曲率局部移动接触线的正则解的模型Lukyanov和Pryer。结果发现，解决方案可能仍然是奇异的后一个模型。
2020-07-28 physics.flu-dyn
Dynamic wetting failure in curtain coating by the Volume-of-Fluid method
在本文中，我们研究动态润湿的幕涂配置。在自适应笛卡尔网格上，采用流体体积法求解两相流纳维-斯托克斯方程。我们引入Navier边界条件来正则化三相点处的解，并消除由单元中心界面平流引起的隐式数值滑移。我们用一个恒定的接触角来描述动态接触线。控制方程的分辨率使我们能够预测发生润湿故障的基板速度。模型预测与先前的计算和实验观察。
2020-05-21 physics.flu-dyn
Dynamic contact angle of a liquid spreading on an unsaturated wettable porous substrate
研究了不可压缩粘性液体在各向同性均质非饱和多孔基底上的铺展问题。它表明，不像动态润湿的一个不可渗透的固体基板，其中的动态接触角必须指定为一个边界条件的润湿速度和其他流动特性，“有效的”动态接触角在不饱和的多孔基板上是完全由一个解决方案的存在的要求，即，在“有效”接触线处的扩散流体压力中不存在不可积奇点。所获得的“有效”接触角的速度依赖性确定了临界点，在该临界点处，发生向不同流动状态的过渡，在该临界点处，基板上方的流体停止扩散，而基板内部的润湿前沿继续传播。
2012-10-04 physics.flu-dyn
Non-Equilibrium Gibbs' Criterion for Completely Wetting Volatile Liquids
在液体在固体基底上铺展期间，接触线可以保持钉扎在尖锐边缘处，直到接触角超过临界值。在（或足够接近）平衡时，这被称为吉布斯准则。在这里，我们从实验和理论上表明，对于完全润湿的挥发性液体，也存在一个动态产生的脱钉临界角，随着蒸发速率的增加。这表明，人们可以引入一个简单的修改吉布斯的标准（脱钉），占蒸发的非平衡效应。
2014-10-24 physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann simulation of viscous fingering of immiscible displacement in a channel using an improved wetting scheme
提出了一种基于格子Boltzmann颜色梯度模型的改进润湿边界实现策略。该方法基于扩散界面假设，在接触线区域引入了一个附加界面力条件。它已被验证了三个基准问题：静态液滴润湿的平面和曲面，和动态毛细管填充。在这三种情况下都表现出良好的业绩。本文在严格验证方案的基础上，重新研究了二维通道中不混溶流体驱替的粘性指进现象。该模型具有粘度比大、接触角范围宽、动接触线精确、表面张力与粘度相互独立等优点。我们发现接触角与位移速度或手指长度的变化呈线性关系。当粘度比小于20时，驱替速度随粘度比的增大而增大，随毛细管数的减小而减小;当粘度比大于20时，驱替速度趋于某一常数。对指长的变化也得到了类似的结论。
2017-07-04 physics.flu-dyn
Contact angle measurement on curved wetting surface in multiphase lattice Boltzmann method
接触角是表征基材润湿性的基本物理量。虽然它被广泛应用于表面润湿、毛细现象和移动接触线的研究，但在实验和模拟中测量接触角仍然是复杂和耗时的。在本文中，我们提出了一个有效的计划，实时和现场测量的接触角弯曲润湿表面的格子玻尔兹曼模拟。测量结果与不考虑重力影响的球冠法的理论预测吻合得很好。一系列的模拟与不同的液滴大小和表面曲率证实，本计划是网格无关的。在重力环境下，模拟了静止液滴和悬垂液滴在弯曲润湿表面上的变形，验证了该方法的有效性。数值计算结果与实验观测结果高度一致，支持了微观接触角与重力无关的理论分析。此外，该计划被应用到捕获的动态接触角滞后均匀或化学不均匀的曲面。重要的是，精确的接触角测量能够在移动接触线处进行机械分析。本测量方法简单有效，可以推广到各种多相格子玻尔兹曼模型中。
2022-02-14 physics.comp-ph physics.flu-dyn
General wetting energy boundary condition in a fully explicit non-ideal fluids solver
本文提出一种全显式非理想流体求解器中的通用润湿能量边界条件，通过将界面厚度信息隐式纳入润湿能量，缓解了恒定接触角边界条件在极端角度下的不稳定性，并正确恢复平衡接触角。
2023-07-10 physics.flu-dyn
Theory of wetting-induced fluid entrainment by advancing contact lines on dry surfaces
我们报告的发病时，流体夹带的接触线被迫提前超过任意润湿性的干燥固体。我们表明，夹带发生在一个临界的前进速度超过维持界面形状的毛细，粘性和接触线之间的平衡不再满意。润湿耦合到流体力学通过设置在小尺度的界面的形态和粘性摩擦的前面。我们发现，界面可以维持的临界变形是由接触线处的摩擦和驱替和被驱替流体之间的粘度差控制的，从而导致丰富多样的润湿夹带制度。我们讨论了我们的理论的潜在用途，使用原子力显微镜测量接触线的力量，并研究夹带利用超低表面张力的胶体聚合物流体的微流体条件下。
2013-06-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Spontaneous shrinkage of droplet on wetting surface in phase-field model
相场论被广泛应用于多相流的模拟。由于界面能和体能的重新分布，液滴可以自发地收缩或生长，以使系统能量最小化。本文研究了液滴在平面上的自发行为。发现存在一个与接触角、畴尺寸和界面宽度有关的临界半径，低于此半径液滴将最终消失。特别地，当接触角是亲水性的时，临界半径可以非常大。通过模拟不同接触角、畴尺寸和界面宽度的表面上的液滴，数值验证了临界半径的理论预测。
2019-06-18 physics.flu-dyn
Computation of impinging droplet with soluble surfactants and dynamic contact angle
本文提出了一种计算表面活性剂液滴撞击水平面的任意拉格朗日-欧拉（ALE）有限元格式。该数值格式求解了含时的流体流动的纳维-斯托克斯方程、体相中表面活性剂输运的标量对流扩散方程以及自由表面和液固界面上表面活性剂的表面演化方程。模型中引入了表面活性剂对流动动力学的影响，包括表面活性剂依赖的表面张力和动态接触角。特别地，液滴的动态接触角$(θ_d)$根据接触线处的表面活性剂浓度和清洁表面的平衡接触角$(θ_e^0)$使用表面张力的非线性状态方程来定义。此外，表面力被包括在模型中作为表面应力张量的表面发散，其允许在不计算自由表面上的表面活性剂浓度的表面梯度的情况下并入Marangoni效应。除了网格收敛的研究和验证的数值结果与实验，吸附和解吸表面活性剂系数的润湿，部分润湿和非润湿液滴的流动动力学的影响进行了详细研究。结果表明，表面活性剂对润湿液滴的影响大于非润湿液滴。此外，当$ θ_e^0 $小于$90^\circ$时，接触线处表面活性剂的存在进一步减小平衡接触角，而当$ θ_e^0 $大于$90^\circ$时，接触线处表面活性剂的存在进一步增大平衡接触角。表面活性剂的存在对接触角没有影响，当$θ_e^0 =90^\circ$。数值研究清楚地表明，表面张力依赖的接触角。
2015-05-15 physics.flu-dyn
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
Correlation of the dynamic contact angle with the capillary number and its hysteresis
动接触线问题具有重要的理论和实际意义。动态接触角随接触线速度定义的毛细管数而变化，并且相关性还取决于在静态下测量的平衡接触角。这种相关性通常需要作为输入到传统的求解器的基础上的Navier-Stokes方程，但它是作为一个输出在当前的研究中使用格子玻尔兹曼方法（LBM）在两个不混溶流体的驱替过程中模拟。宏观理论和分子动力学（MD）模拟显示了动态接触角的余弦的线性标度律，这在先前的LBM研究中也在小毛细管数的短范围内和两种中性润湿条件下观察到。然而，我们的研究表明，这种线性标度律适用于整个范围内的毛细管数，是普遍的所有润湿条件。在具有零平衡接触角的完全润湿（铺展）的特殊情况下，当润湿性非常强时出现润湿流体的薄膜，这导致滞后，需要相当大的毛细管数来引发动态接触角偏离其平衡态。这一观察结果与先前关于由于自由液膜的存在而导致静态接触角滞后的新机制的报道一致。随着毛细管数的增加，流体-流体界面在指进之前开始振荡。对于具有不同平衡接触角的情况，观察到不同的指进模式。
2022-06-28 physics.flu-dyn
Accurate wetting dynamics via a conservative Allen-Cahn based lattice Boltzmann approach for multiphase flows
Roma Tre University（罗马第三大学）；Istituto per le Applicazioni del Calcolo, Consiglio Nazionale delle Ricerche（意大利国家研究委员会计算应用研究所）
研究多相流精确润湿动力学，提出基于保守艾伦 - 卡恩晶格玻尔兹曼框架的局部几何润湿边界条件，通过虚拟相场值施加接触角，经多种测试验证，能准确模拟相关流动现象，为复杂几何中受润湿控制的流动提供准确可扩展框架。
2026-07-29 physics.flu-dyn
Wetting of soap bubbles on hydrophilic, hydrophobic and superhydrophobic surfaces
本文研究了固着气泡在固体和液体表面的润湿。基于修正的Young方程，提出了固着气泡接触角的模型，实验结果与模型相符。亲水表面导致90度的气泡接触角，而在超疏水表面上观察到134度。对于亲水性表面，气泡角度随着气泡半径减小-而在超疏水性表面上，气泡角度增加。平台边界的大小决定了气泡的接触角-取决于表面的润湿性。
2013-03-26 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
Modelling the Dynamics of Partially Wetting Droplets on Fibres
利用格子玻尔兹曼方法模拟了部分润湿液滴沿纤维运动的重力驱动动力学。对于所谓的蛤壳形态，我们发现三种可能的动态制度后，改变液滴键数和纤维半径：紧凑的液滴，液滴破碎和液滴振荡。对于小的邦德数，在紧凑的液滴制度，液滴达到一个稳定的状态，其速度与驱动体力成线性比例。也可以观察到桶形态的类似的比例定律。对于更高的邦德数，在液滴分裂制度，卫星液滴形成尾随初始移动液滴。我们发现，这种液滴卫星的形成是更容易增加纤维曲率（较小的纤维半径）。最后，在液滴振荡制度，有利于在纤维半径的中间范围，液滴形状周期性地延伸和收缩沿纤维。
2022-09-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Wetting theory for small droplets on textured solid surfaces
Wenzel、Cassie-Baxter和Penetrate模式下的粗糙表面上的传统润湿理论提出了通过调整表面纹理来调节接触角的可能性。尽管经过了几十年的深入研究，仍然有许多实验结果没有得到很好的理解，因为传统的润湿理论，假设一个无限的液滴尺寸，已被用来解释测量有限尺寸的液滴。在这项研究中，我们提出了一个润湿理论，适用于任何液滴尺寸的基础上的自由能景观分析的各种润湿模式的有限尺寸的液滴在二维纹理表面。我们的研究的关键发现是，有许多量化的润湿角与当地的自由能最小值，这是显着的含义。我们发现，传统的理论可以预测的接触角在全局自由能最小值，如果液滴尺寸是40倍或更大的表面粗糙度的特征尺度。此外，我们确认了钉扎的起源是局部自由能极小值，并得到了钉扎的能垒作为几何因子的函数。我们验证我们的理论对实验结果的各向异性粗糙表面。此外，我们还讨论了具有粗糙中心区域和平坦边缘的非均匀粗糙表面上的润湿问题。我们的研究结果澄清了传统的润湿理论是有效的程度和扩大的物理理解的小液滴在粗糙表面上的润湿现象。
2016-05-02 physics.flu-dyn
Linking continuum-scale state of wetting to pore-scale contact angles in porous media
润湿现象在多孔介质流动中起着关键作用。相对渗透率和毛细压力-饱和度函数对润湿性表现出高度敏感性，其在连续体和孔隙尺度上有不同的定义。在连续尺度上，润湿状态被定义为Amott-Harvey或USBM（美国矿业局）通过毛细管压力排水和吸胀循环。在孔隙尺度上，使用接触角的概念，直到最近才通过实验在不透明多孔介质内确定。因此，通过X射线计算机显微断层扫描测量孔尺度接触角的最新进展引起了各种研究团体的极大关注。在这项工作中，高斯-博内定理被应用到提供一个直接的联系毛细管压力饱和$P_c(S_w)$数据和测量的孔隙尺度接触角分布。我们建议，多孔介质的润湿状态可以描述的几何参数，约束不混溶流体的形态状态。该约束描述了给定系统可能存在的可能的接触角和界面曲率的范围。我们目前在测试砂岩的USBM指数，$P_c(S_w)$，和孔隙尺度接触角测量。还使用两相格子玻尔兹曼模拟进行了其他研究，以测试更广泛的润湿条件。我们发现，平均孔隙尺度接触角测量可以预测岩石物理数据在几个差异。这提供了一个一般的框架，如何连续尺度的数据可以用来描述多孔介质内的流体的几何状态。
2019-10-01 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
Comment on "The role of wetting heterogeneities in the meandering instability of a partial wetting rivulet"
部分润湿表面上的溪流及其蜿蜒是一个有趣的问题，因为复杂的行为来自看似简单的设置。最近Couvreur和Daerr提出，当流速$Q$增加到一个临界值$Q_c$时，不稳定性的发展会导致弯曲，静止（固定）弯曲是流动的最终状态。我们试图通过实验来验证这一论断，但结果却与Couvreur和Daerr的说法相矛盾。差异背后的可能原因是流量扰动的持续性。此外，本文提出的理论不能再现所考虑的状态，与其他理论不一致。
2014-12-17 physics.flu-dyn
Droplet motion with contact-line friction: long-time asymptotics in complete wetting
本文研究完全润湿情形下带接触线摩擦的薄液膜方程，利用准自相似解刻画液滴铺展速率与轮廓的长时间渐近行为，并结合瞬态数值解验证理论结果。
2023-05-26 math.AP math.CA physics.flu-dyn
Wetting dynamics of a collapsing fluid hole
研究了旋转水斗底部受垂直侧壁约束的轴对称流体空腔的溃缩动力学。润滑理论应用于控制场方程的薄膜产生的演变方程，捕捉这种收敛流的毛细作用，重力和离心力的效果。重点是准静态的扩展制度，接触线的运动是由本构关系的接触角的接触线速度。坍塌时间，因为它取决于初始孔的大小，报告表明，重力加速崩溃过程。表面张力力量占主导地位的崩溃动力学小孔导致一个普遍的幂律，其指数相比，有利的文献中的实验。预测了体积依赖性，并与实验结果进行了比较。离心力减缓崩溃过程，并导致复杂的动力学，其特征在于停滞的传播行为，分离的大孔和小孔的渐近制度。
2016-07-11 physics.flu-dyn
Characterization of wetting using topological principles
理解润湿行为对于自然系统和技术应用具有重要意义。传统的接触角概念是一种与曲率有关的纯几何度量，常用于表征体系的润湿状态。它可以通过应用平衡热力学从杨氏方程确定。然而，接触角是否是具有显著复杂性的系统的润湿的代表性量度尚不清楚。在这里，我们假设，基于高斯-博内定理的拓扑原理可以产生一个强大的措施来表征润湿。理论和实验我们引入了一个宏观的接触角的基础上的赤字曲率的流体界面，所施加的接触与其他不混溶相。我们进行固着液滴模拟多孔烧结玻璃和Bentheimer砂岩的多相实验，以评估拓扑方法的灵敏度和鲁棒性，并将结果与其他传统方法进行比较。结果-我们表明，所提出的拓扑原理是一致的热力学最简单的条件下，通过变分分析。此外，我们阐明，在足够高的图像分辨率的拓扑方法和本地接触角测量是可比的。虽然在较低的分辨率下，所提出的方法提供了更准确的结果，对基于分辨率的影响具有鲁棒性。总体而言，所提出的概念开辟了新的途径来表征复杂系统的润湿状态和理论发展，研究多相系统。
2020-05-06 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Challenges of Numerical Simulation of Dynamic Wetting Phenomena: A Review
润湿是许多涉及固体上流体-流体界面运动的技术应用的基础。虽然静态润湿在热力学平衡的背景下被很好地理解，但动态润湿更复杂，因为液体与固相的相互作用（可能在分子尺度上）可以强烈地影响宏观尺度的动力学。润湿现象的连续模型的问题是，它们应该用微观模型来描述移动接触线的分子邻域。在这篇评论中，广泛使用的模型计算润湿流的总结，其次是直接数值模拟的基础上的体积的流体方法的概述。最近的发展，在体积的流体模拟的润湿，然后审查，特别注意结合宏观尺度的模拟与流体动力学理论附近的移动接触线，以及包括一个微观的描述耦合与范德华界面模型。最后，对非平坦表面上接触线运动模型的扩展进行了综述，并介绍了核态沸腾中的热点问题。
2021-08-12 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Electrowetting diminishes contact line friction in molecular wetting
我们使用大规模的分子动力学来研究在无滑动基板上的水和电解质的电润湿的三相接触线的动力学。在所施加的静电势下，接触线处的线摩擦减小。对于不同尺寸的液滴以及对于纯水和电解质溶液液滴，效果是一致的。我们分析了接触线处的电场，以显示它如何帮助离子和偶极分子推进接触线。在没有电场的情况下，基底和液体之间的相互作用具有非常短的范围，主要影响液体分子的底部固定层，这导致高摩擦，因为移动分子不被拉向表面。在电润湿中，电场在较长范围内吸引带电和极性分子，这减小了摩擦。
2020-06-04 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Putting the micro into the macro: A molecularly-augmented hydrodynamic model of dynamic wetting applied to flow instabilities during forced dewetting
我们报告了一个基于分子增强连续介质的动态润湿计算模型，并将其应用于两个部分润湿的平行板之间的外部驱动的液体塞的位移。这些结果与最近对Toledano（2021）相同问题的分子动力学（MD）研究中获得的结果密切相关，我们将其用作基准。我们能够解释的最大速度去湿$U^*_{\mathrm{crit}}$作为一个折叠的稳定相图中的分歧，并表明，其对真实接触角的依赖性$θ_{\mathrm{cl}}$是定量相似的使用MD发现。该模型的一个关键特征是接触角取决于接触线的速度，其中$θ_{\mathrm{cl}}$作为解决方案的一部分出现。该模型使我们能够研究形成的薄膜在去湿速度$U^*>U^*_{\mathrm{crit}}$在一系列的长度尺度，包括那些计算上禁止MD模拟。我们发现，薄膜的厚度与通道宽度呈线性关系，并且仅弱依赖于毛细管数。这项工作提供了匹配渐近技术（适用于较大的几何形状）和MD模拟（适用于较小的几何形状）之间的联系。此外，我们发现，表观角，实验可见的接触角在折叠分叉，是不为零。这与基于接触线附近流动的润滑模型的常规处理的预测相反，但与实验一致。
2022-05-04 physics.flu-dyn
The interaction of inner and outer surface corners during spontaneous wetting
真实世界的表面通常可以建模为不同圆度的边、角、凹痕或尖峰的集合。这些特征表现出单独的自发润湿行为，包括钉扎接触线、细流或尖点。如果发生在彼此附近，如在应用中经常发生的情况，这些润湿特性相互作用，导致表面上的润湿图案整体改变。因此，有相当大的兴趣，了解什么时候，在何种程度上，发生相互作用，以及如何润湿，然后偏离润湿孤立的表面特征。本研究通过实验和理论研究相互接近的尖锐边缘90°（外）和270°（内）角的毛细管相互作用来解决这些问题。结果表明，当两个角相距几倍于毛细管长度时，凸形外角处的自发润湿仍受凹形内角的影响，而内角的润湿不受外角的影响，除非相距距离远小于毛细管长度。测量内角处的最终接触线形状，并对高达90°的接触角进行理论建模。
2019-08-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dynamic wetting experiment with nitrogen in a quasi-capillary tube
本研究通过低温实验探究惯性主导下液氮的润湿动力学，发现动态接触角与毛细数的线性关系及前进/后退条件的差异，定义等效接触角并验证其与实际接触角无关，还明确了不同管径下界面振荡的主导作用力。
2023-10-09 physics.flu-dyn
Air Entrainment by Viscous Contact Lines
通过将固体平板插入粘性液体中，研究了前进接触线对空气的卷吸作用。在阈值速度以上，我们观察到一个扩展的空气膜的形成，通常为10微米厚，随后衰减成气泡。探索大范围的粘性液体，我们发现一个意想不到的弱依赖卷吸速度对液体粘度，指向一个至关重要的作用的空气膜内的流动。这导致润湿和去湿之间的显著不对称：虽然空气膜的破裂非常类似于液体膜的去湿，但润湿速度要大几个数量级。
2011-10-24 physics.flu-dyn
Predicting Contact Angle Hysteresis on Surfaces with Randomly and Periodically Distributed Cylindrical Pillars via Energy Dissipation
本文通过能量耗散机制研究粗糙表面接触角滞后，提出随机表面前进/后退角预测方程及交替润湿条件起始判据，并用“簇”概念解释结构化表面滞后更高的现象。
2023-08-09 physics.flu-dyn
The role of wetting on the flow of two immiscible fluids in porous media
通过混合相场-浸入边界方法模拟多孔介质中两相流体界面动力学，揭示了毛细数和润湿性对毛细指进与稳定穿透模式的影响，并提出基于穿透长度和速度识别界面模式的新方法。
2024-05-30 physics.flu-dyn
Rapid wetting of shear-thinning fluids
使用实验和数值模拟，我们调查的自发蔓延的小滴的水甘油（牛顿）和水聚合物（剪切稀化）解决方案在光滑表面上。我们发现，在第一毫秒的扩展的剪切稀化的解决方案是相同的扩展的水，无论聚合物的浓度。相比之下，甘油水溶液显示出不同的行为，即比水显著更慢的铺展速率。在初始快速铺展阶段，抵抗润湿的主要力是惯性力和接触线摩擦力。对于甘油溶液，甘油浓度的增加有效地增加了接触线摩擦，导致增加的抗润湿性。然而，对于聚合物溶液，聚合物浓度的增加不会改变接触线摩擦。因此，接触线处的能量耗散不能通过改变剪切稀化流体的添加剂的量来控制。在快速润湿状态下，剪切稀化流体在光滑表面上的铺展速率的降低只能通过增加溶剂粘度来实现。我们的研究结果对相变应用具有重要意义，其中快速铺展速率的控制是核心，例如防冰和焊接
2022-08-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Wetting failure and contact line dynamics in a Couette flow
研究了具有两种任意粘度不互溶流体的二维Couette系统的液-液润湿破坏。这个问题是解决了精确地使用尖锐的界面处理的流体力学（润滑理论）的毛细管数，粘性比和分离的规模，即滑移长度与宏观尺度的系统的函数。根据系统的有关参数，详细分析了临界速度的存在性，在临界速度以上没有稳态解。与现有的其他几何形状的分析进行了比较。数值分析方法也提出了，从多相扩展的晶格玻尔兹曼方程（LBE）的扩散界面模型的基础上。尖锐的界面和扩散界面模型进行定量比较面对面的扩散界面模型的适用性的正确限制。
2008-12-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Wetting of two-component drops: Marangoni contraction versus autophobing
多组分液体的润湿性能对于许多工业应用至关重要。确定这种液体的接触角的机制仍然知之甚少，由于复杂的物理现象，例如由于表面活性剂的存在，产生了许多复杂性。在这里，我们考虑由邻位烷二醇和水的混合物组成的双组分液滴。这些二醇在水中表现出类似表面活性剂的行为。然而，此类混合物在固体基材上的接触角令人惊讶地大。我们的实验表明，接触角是由两个独立的机制完全不同的性质，即马兰戈尼收缩（流体动力学）和自噬（分子）。事实证明，烷二醇的烷基尾部的长度决定了哪种机制占主导地位，突出了分子物理学和复杂流体的宏观润湿之间的复杂耦合。
2020-05-20 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
A partially wetting film of water and surfactant under the influence of a propagating MHz surface acoustic wave
我们用理论和实验来研究{ \it部分润湿}膜的水和表面活性剂的解决方案，以传播MHz的振动在固体基板中的形式的瑞利表面声波（SAW）的响应。SAW引起液膜中的质量漂移，这与Schlichting边界层流（也称为Schlichting流）相关联。我们研究的薄膜是由漂移和毛细应力之间的平衡。我们证明了弱毛细管的贡献，如硅油膜，支持动态润湿，并导致液体在固体基板上沿SAW的路径传播。然而，强毛细管贡献，例如水膜，支持沿着SAW的路径的并发动态润湿和去湿，使得膜沿着固体基底移位。此外，这样的薄膜可以支持形成的毛细火车波，沿着相同的路径传播。我们进一步注意到，我们在这里讨论的膜动力学的机制是不同的，更熟悉的Eckart流机制，这是与膜厚度大于波长的声泄漏的SAW和通常观察到的，以支持液滴的运动。我们这里讨论的膜的厚度相对于声音泄漏的波长是小的，使得来自Eckart流、声辐射压力和SAW的衰减的贡献小。
2016-01-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Contact angles in the pseudopotential lattice Boltzmann modeling of wetting
在本文中，我们的目标是调查的实施接触角的赝势格子玻尔兹曼模型的润湿在一个大的密度比。赝势格子Boltzmann模型[X. Shan和H. Chen，Phys.Rev.E49，2941（1994）]是用于模拟多相流和界面动力学的流行的介观模型。在该模型中，接触角通常通过流体-固体相互作用来实现。对两种广泛应用的流固相互作用：基于密度的相互作用和基于赝势的相互作用，以及本文提出的一种改进的基于赝势的相互作用进行了数值研究，并在可实现的接触角、最大和最小密度以及寄生电流方面进行了比较。结果表明，赝势相互作用能很好地模拟小的静态（液体）接触角，但不能再现接近180度的静态接触角。与此同时，与其他两种流固相互作用相比，改进的赝势相互作用在最大密度和最小密度方面表现更好，更适合于模拟大接触角的流固相互作用.此外，当流固相互作用力的引入时，寄生电流被放大。增加汽液相之间的运动粘度比被证明是能够减少由流体-固体相互作用引起的寄生电流。
2014-10-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Fluid wetting and penetration characteristics in T-shaped microchannels
本研究通过实验和图像处理，揭示了T形微通道中几何参数对流体润湿与渗透的影响，发现小裂隙、锐边缘和高流速可增强界面钉扎并阻止渗透，且倒角半径影响更显著。
2024-11-11 physics.flu-dyn
On the hydrodynamic behaviour of the immersed boundary -- lattice Boltzmann method for wetting problems
The Cyprus Institute（塞浦路斯研究所）；Tor Vergata University of Rome（罗马托维塔大学）；Télécom Paris, IP Paris（巴黎电信学院，巴黎理工学院）；CNR - Istituto per le Applicazioni del Calcolo（意大利国家研究委员会计算应用研究所）；Inria and LIX (École Polytechnique), IP Paris（法国国家信息与自动化研究所与LIX实验室（巴黎综合理工学院），巴黎理工学院）；University of Cyprus（塞浦路斯大学）
本文研究了基于浸入边界-格子玻尔兹曼方法的mesoscale模型在润湿动力学中的流体行为，通过与边界元方法和体积为流方法的对比，探讨了该方法的适用性及接触线模型特性。
2026-04-19 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Mass diffusion and bending in dynamic wetting by phase-field and sharp-interface models
针对动态润湿中锐界面模型的接触线奇异性问题，提出一种结合质量扩散与界面弯曲的锐界面玩具模型，通过与相场模型对比验证鲁棒性，为接触线问题提供低成本高效解决方案。
2025-11-12 physics.flu-dyn
Wetting Boundary Conditions in Phase-Field-Based Simulation of Binary Fluids: Some Comparative Studies and New Development
研究了基于相场论的二元流体模拟中的几种润湿边界条件。五个WBC，三个属于使用线性、三次和正弦函数的表面能（SE）公式通过对液滴静态接触角、Poiffille流动驱动液柱、液滴表面接触角、液滴表面接触角（3）润湿性梯度（WG）驱动液柱;（4）液滴去湿。结果发现，虽然所有的WBC可以相当准确地预测静态接触角，它们可能会影响不同的动态问题的模拟结果，这取决于驱动机制。对于流动驱动问题，在大范围内，使用不同的白细胞对流动特性几乎没有影响。但对于其他毛细血管驱动的问题，WBC有一些明显的效果。对于WG驱动的液柱，Geom给出的液滴速度和动态接触角之间的预测最一致，LinSE在这方面的预测最差。除Geom外，当使用其他WBC时，动态接触角不同于规定的（静态）接触角。对于液滴去湿，Geom导致最猛烈的液滴运动，而CubSE引起最弱的运动;初始接触线速度也被发现依赖于WBC。对于几个问题，CubSE和SinSE给出了几乎相同的结果，Geom和CI的结果也很接近，可能是由于他们在设计中有类似的考虑。除了各种比较之外，还提出了一种可用于所有WBC的新实施方案，以模拟壁能量松弛并控制滑移程度。这一新程序使得模拟与实验测量结果能够很好地匹配。
2013-10-31 physics.flu-dyn
Adsorption phenomena in the transport of a colloidal particle through a nanochannel containing a partially wetting fluid
使用分子动力学模拟，我们研究了一个紧密配合的纳米尺寸的固体球在流体填充的圆柱形纳米通道在低雷诺数和广泛的流体-固体相互作用对应于不同的润湿情况下的运动。对于不完全润湿的流体，我们观察到一个有趣的和新颖的吸附现象，其中的固体球，这是最初沿着管的中心移动，蜿蜒穿过通道，突然吸附到壁上。此后，吸附球要么{ \it粘}在管壁上并平均保持不动，要么从管壁稍微分离，然后平行于管轴移动，同时平均旋转。另一方面，在短时间内，即当固体颗粒移动其中心接近管的中间，我们发现令人惊讶的是，我们的结果和连续方法的预测之间的良好协议，尽管在我们的模拟中存在较大的热波动。
2002-06-13 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Macroscopic simulations of thin film wetting/dewetting using a precursor film model
State Key Laboratory of High Temperature Gas Dynamics, School of Engineering Science, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学工程科学学院高温气体动力学国家重点实验室）
针对动态润湿模拟的移动接触线多尺度挑战，提出结合润滑方程与前驱膜模型的有限元方法，降低接触线空间分辨率要求，通过液滴等模拟验证其准确性与计算优势。
2026-09-02 physics.flu-dyn
Multiple Equilibria Enables Tunable Wetting of Droplets on Patterned Liquid Surfaces
该研究提出图案化液体表面（PaLS）策略，结合图案化可控润湿性与润滑剂注入表面超平滑性，实现液滴10种润湿状态控制，消除接触线钉扎，并推导表观接触角定律。
2025-04-04 physics.chem-ph physics.flu-dyn
