微通道流中多核复合液滴对的碰撞动力学与变形行为

我们使用基于自由能的格子玻尔兹曼方法，数值研究了受限剪切流中双核复合液滴对的碰撞动力学与变形行为。虽然已有大量研究推进了对简单液滴对相互作用的理解，但核心-壳层复合液滴的碰撞行为——其中每个壳层包含一个或多个核心液滴——仍基本未被探索。即使是单核复合液滴的成对相互作用也尚未得到广泛研究。我们探讨了物理参数（即不混溶流体的密度比和粘度比以及毛细管数）与几何参数（即壳层液滴之间的初始偏移距离）之间的相互作用如何影响复合液滴的相互作用时间和碰撞结果。我们的发现表明，内层液滴的存在显著影响壳层液滴的变形与稳定性，以及壳层液滴和核心液滴的碰撞结果。我们识别出若干不同的碰撞结果，包括（i）壳层液滴聚并，核心液滴保持分离并以类行星运动旋转，（ii）壳层液滴擦肩而过，核心液滴保持分离并表现出旋转和平移运动，（iii）核心液滴聚并，壳层液滴相互穿过，以及（iv）壳层液滴擦肩而过，核心液滴聚并。我们证明，这些碰撞结果之间的转变由毛细管数和初始偏移的变化所控制。此外，我们观察到，将密度比和粘度比从1增加到更大值始终导致壳层液滴擦肩而过，核心液滴保持分离并经历旋转运动。