两相不相容流动中移动接触线的分子水力学

“无滑移”边界条件，即固液界面处流体速度相对于固体为零，已在描述许多宏观流动方程式中取得了成功。当“无滑移”边界条件用于描述固体表面附近的两相不相容流体位移hydrodynamics时，便出现了一个根本性问题——即分离开的两相流体界面与固体壁面相交的地方。数十年来，人们已经知道，移动接触线与“无滑移”边界条件是不相容的，因为后者会导致接触线附近应力出现不可积的奇点，从而引起无限耗散。本文首先给出该问题的介绍性综述。随后我们综述了我们最近在两相不相容流动中接触线运动方面的结果，从分子动力学模拟到连续体水力学计算。通过大量的分子动力学研究和详细分析，我们发现了支配移动接触线的滑移边界条件，称为广义纳沃尔边界条件。我们利用这一发现，构建了连续体水力学模型，其预测在分子水平上与分子动力学模拟结果具有惊人的定量一致性。这些结果既确认了广义纳沃尔边界条件的有效性，也开辟了在分子水平上进行物理上有意义的两相不相容流动连续体水力学计算的可能性。