同轴微流控器件中液滴生成机制的分析与模拟
流体动力学
2026-01-15 v1
摘要
在微流控器件中通过分割生成微液滴在许多应用中备受关注，从生物化学到制药领域。与标准批量生成过程相比，该技术确实允许对液滴尺寸、均匀性和生成速率进行高得多的控制。在这项工作中，我们评估了开源软件 Basilisk 准确预测通过分割生成微液滴的适用性。我们利用受限流动中液滴动力学的解析解（即 Bretherton 理论）以及与文献实验结果的比较，对该数值工具进行了验证。随后，我们针对同轴器件进行了多次数值模拟活动，分析了液滴生成的不同机制，并评估了物理与流动参数如何影响生产机制及生成液滴的直径。最后，我们提出了用于预测滴落与射流机制下液滴直径的新标度律，通过考虑诸如黏度比等附加物理效应，对现有标度律进行了改进。
引用
@article{arxiv.2601.09483,
title = {Analysis and simulations of droplet generation regimes in a coaxial microfluidic device},
author = {Alessio Innocenti and Andrea Poggi and Simone Camarri and Maria Vittoria Salvetti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.09483},
year = {2026}
}
备注
35 pages