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离心薄膜天平法用于皂膜排水

流体动力学 2026-03-31 v2 软凝聚态物质

摘要

表面气泡是产生重要气溶胶的丰富来源,对气候过程具有重要意义。在此背景下,我们研究了在有效重力场下皂膜的稳定性和稀薄动力学。实验采用能生成 0.2 至 100 倍标准重力加速度的离心薄膜天平,结合薄膜干涉技术获取时序厚度图。跨越所有实验条件,排水动力学均由毛细吸力和边缘再生机制主导——该机制指厚膜区域不断被由毛边形成的薄膜元素 (TFE) 替代。我们一致恢复了 TFE 与相邻膜片之间的厚度比为 0.8-0.9,与以往标准重力下的观察结果一致。测量的稀薄速率也遵循预测的比例律。我们识别出有效重力具有三个 distinct 效果:(i) 它诱导初始膜强烈拉伸,延伸至线性弹性范数之外;(ii) 它控制毛边尺寸,从而决定毛细吸力和排水速率的幅值;(iii) 它揭示 TFE 在膜内运动中的惯性-粘性转变。这些结果得到理论建模支持,凸显了在极端重力条件下边缘再生和毛细驱动排水的鲁棒性。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.08194,
  title  = {Soap Film Drainage Using a Centrifugal Thin Film Balance},
  author = {Antoine Monier and Kévin Gutierrez and Cyrille Claudet and Franck Celestini and Christophe Brouzet and Christophe Raufaste},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.08194},
  year   = {2026}
}

备注

12 pages - 7 figures