上海交大夏溪副教授在《美国科学院院报》上发表论文揭示液滴融合的奥

    近日，上海交大机械与动力工程学院夏溪副教授与香港理工大学张鹏副教授合作，在《美国科学院院报》（Proceedings of National Academy of Sciences）上发表论文，揭示液滴融合过程中“液桥”不同增长规律的奥秘，提出了一个“液桥”增长的统一理论，有效兼容并整合了前人发现的粘性和惯性区间的规律。夏溪为论文第一作者。



    文章提出的“液桥”增长的统一理论，其核心是将流体力学N-S方程简化至一个常微分方程，在建模过程中创新地采用了积分公式和渐进分析等一系列数学方法，并且结合流动自相似性和界面涡流等物理认识，所得最终解的形式简单。

    液滴融合在自然界和工业应用中常常起到至关重要的作用，例如雨云的形成以及火箭中燃料的喷雾混合等。如今，科学家们借助高速相机已经能够清晰捕捉液滴融合中转瞬即逝的“液桥”增长过程。研究发现，“液桥”的增长分为两个不同的区间，在每个区间满足不同的增长规律。当液滴较小或者粘性较大的时候，“液桥”随时间线性增长；当液滴较大或者液体粘性较小（惯性较大）时，“液桥”随时间的平方根线性增长。夏溪的研究为这两个阶段的规律提供了统一的理论解释。

    论文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.1910711116
来源：上海交通大学 新闻学术网