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使用光滑粒子流体动力学对三相接触线钉扎进行建模的三维数值格式

流体动力学 2025-09-15 v1 计算物理

摘要

在几项毛细动力学实验中,液体域通过将三相接触线钉扎在基底的尖锐边缘或不连续处来实现约束。模拟被钉扎液滴的动力学,可以为涉及非均匀基底润湿的毛细流动现象提供有价值的见解。然而,欧拉多相流求解器通常无法直接实现三相接触线的钉扎。我们在基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法的更新拉格朗日无网格流求解器中,实现了将液体接触线沿基底上任意钉扎曲线钉扎的模型。我们针对连续表面力格式开发了钉扎模型,并假设液-气界面为自由表面。我们通过与涉及固定和动态基底上被钉扎三相接触线的多项毛细动力学实验进行对比,验证了该模型,以展示求解器的鲁棒性和准确性。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.10159,
  title  = {A three-dimensional numerical scheme for modeling three-phase contact line pinning using Smoothed Particle Hydrodynamics},
  author = {Subrat Kumar Nayak and Amitabh Bhattacharya and Prapanch Nair},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.10159},
  year   = {2025}
}

备注

40 pages, 25 figures