具有不同内芯尺寸的复合液滴的聚合过程

《AIChE Journal?AIChE》：Coalescence of compound droplets with unequal-sized inner cores

复合液滴的合并过程中外桥惯性scaling与内桥粘性主导线性增长规律被揭示，形状松弛呈现外层双阶段对数衰减、内层三阶段松弛特征，并基于压力场和流场分析推导出破碎判据，通过相图验证其有效性。

　　

摘要

本文采用三维Shan–Chen多组分格子Boltzmann方法，对具有不同内部核心大小的复合液滴的聚并过程进行了数值研究。详细讨论了液桥生长、形状松弛以及断裂/再聚并现象的不同阶段。模拟结果表明，外部液桥遵循惯性缩放规律（$$），而内部液桥则表现出由粘性主导的线性生长（$$）。形状松弛分析显示，外部层通过两阶段对数衰减迅速达到平衡，而内部核心由于约束效应而表现出三阶段松弛过程。有趣的断裂/再聚并现象通过液滴周围的压力场和流体流动来表征，并推导出了一个断裂的理论判据，该判据通过相图得到了进一步验证。这项工作加深了对复合液滴聚并过程的基本理解，对液滴反应器、药物输送和基于液滴的微流体技术等工业应用具有重要的意义。

数据可用性声明

图6、8、10和13中的数值数据以.zip文件的形式包含在支持信息中。如需支持本研究结论的额外数据，可向相应作者索取。