Evaporative cooling and deposition patterns of evaporating nanofluid droplets
该研究揭示了氧化铝纳米流体液滴在疏水基底上的蒸发冷却机制,发现蒸发冷却诱导的热毛细(马兰戈尼)流动主导了内部多涡流结构,并通过引入无量纲参数阐明了从低温下的多边形网络结构到高温下经典咖啡环及双环沉积模式的转变规律。
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流体力学是研究流体如何流动、变形以及与其他物质相互作用的迷人领域。从日常的气流到浩瀚的星系演化,这一学科无处不在。在本分类中,我们聚焦于该领域的核心动态,用通俗的语言解读那些看似复杂的物理现象,让非专业读者也能领略流体世界的奇妙逻辑。
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该研究揭示了氧化铝纳米流体液滴在疏水基底上的蒸发冷却机制,发现蒸发冷却诱导的热毛细(马兰戈尼)流动主导了内部多涡流结构,并通过引入无量纲参数阐明了从低温下的多边形网络结构到高温下经典咖啡环及双环沉积模式的转变规律。
本文提出了一种统一框架,通过结合可微谱 Leray 投影和基于旋度的散度自由高斯参考测度,分别为确定性模型和生成模型强制施加不可压缩连续性方程的硬约束,从而在二维纳维 - 斯托克斯方程模拟中实现了精确的无散度性和显著增强的物理稳定性。
该研究利用分子动力学模拟揭示了液滴撞击固体表面后的合并与跳跃动力学机制,并基于韦伯数和雷诺数建立了描述最大铺展时间、铺展因子及恢复系数的标度律。
该研究通过结合理论分析与数值模拟,推导出了适用于不同粒径比和佩克莱特数范围的通用相遇率公式,揭示了在高佩克莱特数下扩散作用对沉降海洋雪颗粒与悬浮微粒及细菌相遇率的显著贡献,从而修正了传统模型可能低估该过程速率的结论。
该研究从理论上证明,悬浮粗糙颗粒间的切向相互作用并非源于接触摩擦,而是由颗粒相对运动时表面微凸体引发的局部流体动力效应所致,这种效应产生的力和力矩远超光滑颗粒,并能在无需实际接触的情况下重现干摩擦的关键特征,从而解释了稠密悬浮液流变学中的关键机制。
该研究通过实验与理论模型揭示了水活度对蒸发液滴中蛋白质环形成的关键调控作用,阐明了局部溶质浓度与蒸发速率之间的反馈机制,为理解呼吸道飞沫中病毒稳定性的湿度依赖性提供了物理基础。
该研究通过建立流变学参数(剪切模量、松弛时间和第一法向应力差系数)与流体组分(聚合物浓度、分子量和溶剂粘度)之间的线性代数关系,提出了一种设计方程,从而实现了对具有特定粘弹性属性的模型 Boger 流体的可控制备。
该研究通过轴对称数值模拟,系统揭示了速度、流体物性及液滴形状对液滴在深液池中聚并动力学及颈部振荡的影响机制,构建了基于无量纲参数的部分与完全聚并相图,并发现二次液滴形成在长椭球状液滴中最为显著,且其多液滴生成倾向随撞击速度增加而减弱。
该研究利用实时网络物理系统实验表明,受海豹触须启发的起伏椭圆几何结构相比传统椭圆柱具有更低的流体阻尼,从而在尾流诱导振动(WIV)中表现出更高的振幅和灵敏度,使其更适合作为高灵敏度传感器。
本文建立并数值求解了晶圆对晶圆键合中耦合的板 - 雷诺方程模型,通过 FEniCSx 框架的单体化有限元实现,成功复现了实验数据并揭示了键合前沿动力学对初始间隙、空气粘度及界面能等参数的非线性敏感特性。