超出薄膜方程范围的液膜破裂：多组分格子 Boltzmann 研究

在部分表面润湿条件下，薄液膜会因微小扰动而失稳并破裂成液滴。如薄膜方程（TFE）成功预测的那样，破裂动力学由液固相互作用主导。该理论利用分离压或等效的接触角来描述后者。引入第二种流体可因存在不同的流体/表面相互作用能而产生更丰富的现象，但迄今尚未被研究。本工作中，我们采用多组分格子 Boltzmann（LB）方法研究浸没于第二种流体中、具有不同厚度的液膜破裂。我们考察了广泛的表面相互作用能、平衡接触角和膜厚范围。我们发现，对于相同的平衡接触角但不同的表面自由能，破裂时间可相差约一个数量级。有趣的是，TFE 对观测到的破裂动力学在定性上描述良好，直至平衡接触角大至 130$^\circ$。膜厚较小是 TFE 有效性的更严格条件，仅当膜高 $h$ 与横向系统尺寸 $L$ 之比 $\epsilon=h/L$ 满足如 $\epsilon\lesssim\times10^{-3}$ 时，才与 LB 结果一致。