粘弹性流体滴落到基底上的流体动力学

复杂流体的拉伸流动在喷雾、雾化和微流控液滴沉积等工业应用中至关重要。基底滴落（DoS）技术是一种概念简单但动力学复杂的探针，用于探测低粘度非牛顿流体的拉伸流变学。DoS涉及由缓慢分配的液滴在部分润湿的固体基底上形成的液桥的毛细驱动变细。通过跟踪液丝变细和夹断过程，可以确定拉伸粘度和松弛时间。重要的是，与市售的毛细管破裂拉伸流变仪相比，DoS能够测量更低粘度的溶液。为了理解DoS的操作，我们采用计算流变学方法，通过使用开源欧拉代码\textit{Basilisk}进行自适应细化、时间依赖的轴对称模拟。使用流体体积法捕捉移动界面，对数构象变换实现了稳定的粘弹性解。我们重点理解表面张力、弹性和有限链延伸性在弹-毛细（EC）区域中的作用。此外，我们探讨了重力和基底润湿性在设定自相似变细和夹断动力学演化中的扰动效应。为了说明这些不同力的相互作用，我们构建了一个简单的一维模型，捕捉初始变细速率，平衡惯性和毛细作用。该模型还描述了向非线性EC区域的过渡区域结构，在该区域中，当液丝变细直至断裂时，弹性应力抵消了细丝中的毛细压力。最后，我们提出了一种基于FENE-P流体解析解的拟合方法，以提高确定未知流体有效松弛时间的准确性。