Inertial and viscous dynamics of jump-to-contact between fluid drops under van der Waals attraction
Inertial and viscous dynamics of jump-to-contact between fluid drops under van der Waals attraction
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范德华吸引力下液滴之间跳跃接触的惯性和粘性动力学
DOI：
10.1017/jfm.2023.71
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发表时间：
2023
影响因子：
3.7
通讯作者：
Beaty E
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Beaty E
当两个小液滴足够接近时，范德华力克服了表面张力，使表面变形接触，开始合并。通过无粘间隙的表面变形动力学分为两种不同的状态（斯托克斯和惯性-粘性），其特征是平衡范德华引力的力在第一阶（粘性，惯性和粘性）。先前研究的Stokes状态适用于粘性非常大的液滴，但不适用于粘性较小的液滴，因为在接触之前惯性变得很明显。我们发现，随着接触的接近，后续的惯性-粘性动力学是自相似的，间隙宽度随着接触的减小而减小。自相似行为是普遍的，是在时间相关模拟中观察到的一般渐近行为。独特的自相似的惯性-粘性间隙分布为液滴接触后的聚并提供了新的初始条件。
When two small fluid drops are sufficiently close, the van der Waals force overcomes surface tension and deforms the surfaces into contact, initiating coalescence. The dynamics of surface deformation across an inviscid gap falls into two distinct regimes (Stokes and inertial–viscous) characterized by the forces that balance the van der Waals attraction at leading order (viscosity, and both inertia and viscosity). The previously studied Stokes regime holds for very viscous drops but fails for less viscous drops as inertia becomes significant before contact is reached. We show that the subsequent inertial–viscous dynamics is self-similar as contact is approached, with the gap width decreasing as . The self-similar behaviour is universal and is the generic asymptotic behaviour observed in time-dependent simulations. The unique self-similar gap profile of the inertial–viscous regime suggests new initial conditions for the coalescence of the drops after contact.
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Beaty E
通讯作者：
Beaty E
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--
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通讯作者：
H. Stone
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C. Josserand
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