莱顿弗罗斯特液滴的聚并：基于动态范德华理论的数值模拟
软凝聚态物质
2017-02-16 v1 流体动力学
摘要
莱顿弗罗斯特效应描述了在重力作用下液滴悬浮于蒸汽垫层之上的现象，该蒸汽源于下方热基底引起蒸发而在液-汽界面产生。实验观察到，当两个或多个莱顿弗罗斯特液滴彼此靠近时，存在一种可阻止聚并的短程排斥力。本工作中，我们研究了初始无动量莱顿弗罗斯特液滴的聚并过程。这是通过使用最近发展的动态范德华理论对二维液体与蒸汽系统进行数值模拟来实现的，该理论将两相流体动力学与液-汽相变耦合。结果证实，莱顿弗罗斯特液滴经历极强的短程排斥，这是由于两液滴下方公共空间内蒸汽的积累所致。该阻力的大小缩放方式与单个液滴下方蒸汽层产生的压力源力相似，与直觉一致，且模拟结果与之吻合良好。因此，存在一个临界液滴尺寸，使得施加的水平加速度能够克服该排斥力，而预测仅非常小的液滴会经历显著的黏性效应。
引用
@article{arxiv.1702.04374,
title = {Coalescence of Leidenfrost drops: Numerical simulations using the dynamic van der Waals theory},
author = {M. T. Taylor},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.04374},
year = {2017}
}