Surfactant spreading in a two-dimensional cavity and emergent contact-line singularities
Surfactant spreading in a two-dimensional cavity and emergent contact-line singularities
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表面活性剂在二维空腔中的扩散和出现的接触线奇点
DOI：
10.1017/jfm.2021.911
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发表时间：
2021
影响因子：
3.7
通讯作者：
Mcnair R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mcnair R
我们模拟对流Marangoni传播的不溶性表面活性剂在自由表面的粘性流体，被限制在一个二维的矩形腔。假设界面偏转很小，接触线固定在空腔的壁上，惯性被忽略。关于平衡状态的表面活性剂输运方程的线性化允许动态的模态分解，其特征值对应于扰动的衰减率。相互正交的二维本征函数的家庭的计算揭示了奇异的流动结构附近的每个接触线，导致在空间上的振荡模式的剪切应力和压力场，发散curricumically。这些奇异性在一个固定的接触线与动态压缩的表面活性剂单层。我们展示了如何通过弱表面扩散来正则化它们。它们的存在突出了需要仔细处理的非定常对流为主的表面活性剂在有限域的运输计算。
We model the advective Marangoni spreading of insoluble surfactant at the free surface of a viscous fluid that is confined within a two-dimensional rectangular cavity. Interfacial deflections are assumed small, with contact lines pinned to the walls of the cavity, and inertia is neglected. Linearising the surfactant transport equation about the equilibrium state allows a modal decomposition of the dynamics, with eigenvalues corresponding to decay rates of perturbations. Computation of the family of mutually orthogonal two-dimensional eigenfunctions reveals singular flow structures near each contact line, resulting in spatially oscillatory patterns of shear stress and a pressure field that diverges logarithmically. These singularities at a stationary contact line are associated with dynamic compression of the surfactant monolayer. We show how they can be regularised by weak surface diffusion. Their existence highlights the need for careful treatment in computations of unsteady advection-dominated surfactant transport in confined domains.
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通讯作者：
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10.1073/pnas.1702469114
发表时间：
2017-07-11
影响因子：
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作者：
Peaudecerf, Francois J.;Landel, Julien R.;Luzzatto-Fegiz, Paolo
通讯作者：
Luzzatto-Fegiz, Paolo