含表面活性剂液滴高速撞击的模拟
流体动力学
2024-03-14 v2
摘要
我们开发了一个计算模型，用于模拟含表面活性剂液滴撞击平坦固体表面后的即时铺展行为。该模型基于InterFoam求解器（OpenFOAM软件）构建，其采用流体体积法求解Navier-Stokes方程。为了将体相与界面上的表面活性剂纳入考虑，我们进行了大量修改与扩展，例如将流体体积法与水平集方法耦合。模拟显示了表面活性剂在运动接触线附近的累积，尤其在边缘形成期间。液-气界面上的表面活性剂梯度导致马兰戈尼力，其阻碍液滴铺展，而高速撞击降低了整体表面张力并增大了马兰戈尼力的大小。这两种往往减小最大铺展的现象高度依赖于表面活性剂性质。我们的计算方法拓展了利用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics）模拟涉及表面活性剂的复杂界面流的潜力，为未来带来多种机遇。
引用
@article{arxiv.2310.13288,
title = {Simulation of high-speed impact of surfactant-laden drops},
author = {Olivier D. Y. Huet and Ravindra Pethiyagoda and Timothy J. Moroney and Arvind Kumar and Philip Taylor and Justin J. Cooper-White and Scott W. McCue},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.13288},
year = {2024}
}