液滴在空间异质薄膜上的铺展与漂移：用渐近分析与仿真模拟捕捉变异性
流体动力学
2018-07-27 v2
摘要
一个在薄而异质的前驱薄膜（例如吸入肺气道黏液衬里壁上的液滴）上铺展的液滴，当其前进接触线遇到低或高黏度薄膜区域时，会在形状和位置上经历扰动。先前关于在具有随机黏度场的前驱薄膜上进行空间一维铺展的研究[Xu & Jensen 2016, Proc. Roy. Soc. A 472, 20160270]已经证明，黏度波动如何被扫入接触线后方的一个狭窄区域，并在那里影响液滴动力学。在此，我们研究二维液滴，试图理解前驱薄膜的统计特性与铺展液滴的统计特性之间的关系。假设前驱薄膜比液滴薄得多且黏度波动较弱，我们使用渐近方法推导出对液滴面积及其横向漂移的均值和方差的显式预测。对于更大的薄膜变异性，我们使用高斯过程仿真模拟，从一组有限的模拟中估计结果的方差。预测液滴的随机漂移在初始液滴直径与黏度波动的相关长度可比拟时达到最大。
引用
@article{arxiv.1706.06804,
title = {Drop spreading and drifting on a spatially heterogeneous film: capturing variability with asymptotics and emulation},
author = {Feng Xu and Sam Coveney and Oliver E. Jensen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.06804},
year = {2018}
}
备注
23 pages, 5 figures