剪切下表面活性剂的再取向：动态表面张力与滴落变形
软凝聚态物质
2026-03-31 v1 流体动力学
摘要
我们研究了在剪切流动作用下的表面活性剂覆盖滴落的变形。采用显式考虑表面活性剂浓度及其极化(表示平均分子取向)的相场模型。首先我们考虑平坦界面，结果表明施加的切向剪切会导致表面活性剂极化偏离界面法向。这种再取向会降低表面活性剂降低界面自由能的能力，导致有效表面张力增加，说明表面张力可被剪切动态修改。随后我们考察了在弱约束和强约束几何条件下滴落的剪切变形。弱约束 regime 中，数值结果在小毛细数下恢复线性Taylor标度，而在较大毛细数下则由修正的Maffettone-Minale现象学模型准确描述。表面活性剂通过降低有效表面张力而增强变形。强约束 regime 中，壁面效应进一步增加滴落变形，结果定性地通过加入Shapira-Haber校正所捕获。总体而言，我们的发现表明剪切下的表面活性剂再取向为剪切相关表面张力提供了微观机制，并对受限多相流动中的滴落变形具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2603.27285,
title = {Surfactant reorientation under shear: dynamic surface tension and droplet deformation},
author = {Alexandra J. Hardy and Abdallah Daddi-Moussa-Ider and Elsen Tjhung},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.27285},
year = {2026}
}