空气中液滴的接近与聚并

传统观点认为，当液滴在真空或空气中缓慢靠近时，其聚并过程仅存在两种机制：对应于 Stokes 流极限的粘性机制，以及随后由惯性主导的机制。近期研究 [Proc. Natl. Acad. Sci. 109, 6857 (2012)] 发现，在聚并的初始时刻无法达到 Stokes 流极限，因为此时液滴的惯性不可忽略。取而代之的是，液滴处于一种“惯性受限粘性”机制，其中表面张力、惯性和粘性力相互平衡。动力学过程在此机制下持续，直到粘性或惯性单独占据主导地位。本文利用超快电学方法和高速成像技术，详细描述了低速接近并以未变形球体形式聚并的液滴在接触瞬间附近的聚并过程。这些测量结果支持了包含三种机制的聚并描述。接触前后的特征信号揭示了环境气体导致液滴变形的阈值接近速度。