液滴撞击含不溶性表面活性剂薄液膜的影响

我们通过采用混合界面追踪/水平集方法的全三维直接数值模拟方法，并考虑由界面表面活性剂浓度梯度引起的马兰戈尼应力，研究了不溶性表面活性剂对无表面活性剂液滴撞击含表面活性剂薄液膜的影响。我们对无表面活性剂液冠时间演化的数值预测与Che和Matar（2017）的实验工作进行了验证。我们聚焦于液冠飞溅 regime，并观察到液冠动力学经历多个阶段：从线性模态的增长（通过瑞利-普拉托不稳定性）到导致初次和二次破碎事件的非线性发展（通过由端部掐断机制调制的液滴脱落）。我们表明，添加表面活性剂不影响通过瑞利-普拉托不稳定性的波选择。然而，一旦韧带从边缘被甩出，表面活性剂的存在在动力学后期起着关键作用。表面活性剂诱导的马兰戈尼应力延迟了端部掐断机制，使韧带在毛细奇点前变得更长，同时也促进了韧带间的展向合并。最后，我们表明添加表面活性剂导致表面刚化，从而减缓了流动动力学。