超薄液膜的惯性破裂

本文利用 Navier-Stokes 方程的理论与数值模拟，揭示了沉积在固体基底上的牛顿流体超薄液膜的惯性驱动去湿动力学。给出了有限 Ohnesorge 数下液膜变薄机制的分类，统一了以往的发现。我们揭示，对于小于 1 的 Ohnesorge 数，在接近分子尺度的破裂奇点的最终逼近由液体惯性与 van der Waals 力之间的平衡控制，导致自相似渐近机制 $h_{\text{min}} \propto \tau^{2/5}$，其中 $h_{\text{min}}$ 为最小液膜厚度，$\tau$ 为距破裂的剩余时间。流动呈现三区结构：由壁面与自由表面处的一对边界层所界定的无旋核。给出了无旋核的势流描述，并与黏性层渐近匹配，从而提供了惯性驱动液膜破裂的完整无参数渐近描述。