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粘性薄膜中矩形沟槽的弛豫与中间渐近行为

软凝聚态物质 2015-06-17 v1 介观与纳米尺度物理 材料科学 偏微分方程分析 流体动力学

摘要

具有非恒定曲率的薄液膜表面会因毛细力而变平。虽然这种整平过程由局部曲率梯度驱动,但全局边界条件极大地影响了动力学过程。在此,我们研究了聚苯乙烯纳米薄膜中矩形沟槽的演化。最初,当沟槽两侧相距较远时,由台阶高度给出的不对称边界条件控制着动力学。在这种情况下,演化源于两个非相互作用台阶的整平。随着台阶进一步展宽并开始相互作用,全局对称边界条件改变了整平动力学。我们报告了理论与实验在以下方面的完全一致:毛细管驱动流及由此产生的随时间变化的高度剖面;随着沟槽演化从两个非相互作用台阶过渡到相互作用台阶,粘性能量耗散随时间变化的幂律依赖性的交叉;以及剖面收敛到由描述无量纲线性化薄液膜方程的线性算子的格林函数给出的通用自相似吸引子。

关键词

引用

@article{arxiv.1309.2501,
  title  = {Relaxation and Intermediate Asymptotics of a Rectangular Trench in a Viscous Film},
  author = {Oliver Bäumchen and Michael Benzaquen and Thomas Salez and Joshua D. McGraw and Matilda Backholm and Paul Fowler and Elie Raphaël and Kari Dalnoki-Veress},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1309.2501},
  year   = {2015}
}

备注

Accepted for publication in Physical Review E