倾斜圆柱刺穿的自由界面变形

我们研究了无限长圆柱与仅由表面张力支配的自由流体-流体界面之间的相互作用。我们考察了初始平坦的界面在受到一个以任意角度倾斜、且界面对其“完全润湿”的圆柱物体作用时所发生的变形。我们的模拟预测了所有重要的量，如界面形状、接触线位置以及界面对圆柱施加的力。这些结果与圆柱形液体射流穿透肥皂膜的实验研究进行了比较。该动态情形展现了完全润湿界面的所有特征。我们表明，无论倾斜角度如何，该力始终垂直于界面平面，且其幅度随着倾斜角的增大而发散。这些结果有望为流体力学和固体力学带来新的见解，涵盖从动物运动到表面微加工等领域。