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力学进展 2016年第0期46卷 343-381页

作者：袁泉子沈文豪赵亚溥中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室

移动接触线,指两种互不相溶的流体在固体表面形成移动的三相接触区域.移动接触区域跨越多个尺度,其中三相物质之间的相互作用影响着整个流场的动力学特征.由于在能源、航天、生物等领域中的重要应用和迅速发展,移动接触线在新的应用背... 详细信息

移动接触线,指两种互不相溶的流体在固体表面形成移动的三相接触区域.移动接触区域跨越多个尺度,其中三相物质之间的相互作用影响着整个流场的动力学特征.由于在能源、航天、生物等领域中的重要应用和迅速发展,移动接触线在新的应用背景下发展了新的难题.标度分析是度量接触线自相似扩展的重要手段.本文以移动接触线的标度关系为主线,介绍了"力–电–热–化学"多场耦合环境下,亲水内角、微柱阵列、可溶解固体、水力压裂滞后区等复杂几何结构的刚性/柔性固体表面,采用物理力学方法对于移动接触线动力学属性研究的进展.通过跨尺度实验研究、大规模分子动力学模拟和分子动理论/水动力学理论相结合的方法,发现了类固体前驱膜、单分子前驱水链、锯齿形接触线等新现象.从原子尺度的界面结构到连续尺度的流动特性,讨论了移动接触线自相似扩展的标度关系,以及其驱动来源、能量耗散、边界条件等物理机制和规律,为多物理场中的"Huh-Scriven佯谬"探索了解答,为移动接触线的前景和应用提出了展望.

关键词：移动接触线物理力学标度关系受限液体固液界面

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溶解润湿动力学的物理力学

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科学通报 2018年第28期63卷 2985-2993页

作者：苗青杨锦鸿袁泉子赵亚溥中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049

溶解润湿涉及润湿、扩散及对流多个复杂的物理过程.本文采用物理力学方法研究了溶解润湿的动态过程,分析了溶质粒子进入液体内部对于液滴铺展、溶剂结构以及液滴内部流场造成的影响,结合理论得到了溶解润湿过程中的标度律.研究结果表明... 详细信息

溶解润湿涉及润湿、扩散及对流多个复杂的物理过程.本文采用物理力学方法研究了溶解润湿的动态过程,分析了溶质粒子进入液体内部对于液滴铺展、溶剂结构以及液滴内部流场造成的影响,结合理论得到了溶解润湿过程中的标度律.研究结果表明在液滴铺展前期界面张力驱动占主导,标度关系满足Tanner律.随着溶解的进行,溶质粒子进入液滴内部一方面造成溶剂分子结构的变化,另一方面浓度梯度的存在加快了液滴的铺展速度并改变了液滴内部的流场,且液滴内部流场中有无对流对于液滴铺展标度律会产生显著的影响.因此,溶解润湿对于液滴的内部结构、流场及铺展过程都会产生重要的影响,其研究对于理解、控制和优化涉及溶解润湿的实际问题具有十分重要的意义.

关键词：溶解润湿移动接触线标度律液滴界面动力学

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润湿、电润湿和电弹性毛细过程中的前驱膜-分子动力学模拟

润湿、电润湿和电弹性毛细过程中的前驱膜-分子动力学模拟

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2010年第四届微纳米海峡两岸科技暨纳微米系统与加工制备中的力学问题研讨会

作者：袁泉子中科院力学所

动态的润湿和电润湿对于物理、化学、生物和工业都有着重要的意义。在润湿和电润湿过程中液滴接触线的前端,存在一层非常薄的、通常是一个分子厚度的前驱膜。前驱膜的铺展对于润湿和电润湿至关重要。由于在微/纳流体控制、芯片上的实验...

动态的润湿和电润湿对于物理、化学、生物和工业都有着重要的意义。在润湿和电润湿过程中液滴接触线的前端,存在一层非常薄的、通常是一个分子厚度的前驱膜。前驱膜的铺展对于润湿和电润湿至关重要。由于在微/纳流体控制、芯片上的实验室、微/纳透镜、电子纸

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蒸发诱导及控制颗粒自组装行为研究

蒸发诱导及控制颗粒自组装行为研究

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中国力学大会-2021+1

作者：王富帅袁泉子中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室中国科学院大学工程科学学院

＜正＞～～

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微纳结构表面上润湿动力学的跨尺度研究

微纳结构表面上润湿动力学的跨尺度研究

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第十二届全国物理力学学术会议

作者：袁泉子赵亚溥中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室

微纳结构表面通过固体表面的拓扑特性,在原子尺度、微观尺度到宏观尺度上都影响和控制液体在固体表面润湿的平衡状态和动态过程,改变固体表面的润湿性能。本文通过跨尺度实验研究、数值模拟和理论建模相互结合、相互补充的研究方法,对... 详细信息

微纳结构表面通过固体表面的拓扑特性,在原子尺度、微观尺度到宏观尺度上都影响和控制液体在固体表面润湿的平衡状态和动态过程,改变固体表面的润湿性能。本文通过跨尺度实验研究、数值模拟和理论建模相互结合、相互补充的研究方法,对微纳结构亲液表面上的动态润湿行为展开系统、深入的研究,定量化地探索微纳结构的润湿性能、拓扑特性、界面张力等性质对于液体润湿行为的影响。我们发现微纳结构亲液表面虽然提供更多的驱动力,也将液体钉扎在微纳结构周围,二者达到动态平衡。由于固液相互作用和表面粗糙的影响,不同粗糙度的表面显示出不同的流动图案。我们采用分子动理论对于液体在微纳结构亲液表面的标度关系进行了分析,并对两种极限情况得到了解析的标度律。希望通过本工作的开展,进一步认识和理解液体在微纳结构表面的润湿规律,揭示微纳结构影响润湿特性的物理机制,预测和优化微纳结构,探索和发现新的润湿现象,为应用领域发展新的技术提供理论依据和设计指导。

关键词：微纳结构表面动力学润湿跨尺度

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微柱阵列亲液表面的润湿动力学研究

微柱阵列亲液表面的润湿动力学研究

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中国力学大会——2013

作者：袁泉子赵亚溥中国科学院力学研究所

采用跨尺度实验、分子动力学模拟和分子动理论相结合的方法,探索了不同黏度的液滴在不同粗糙度的微柱阵列亲液刚性/柔性表面的润湿动力学。通过从原子尺度(分子动力学)到连续尺度(实验观测)的跨尺度研究手段,探索了液滴在微柱阵列亲液...

采用跨尺度实验、分子动力学模拟和分子动理论相结合的方法,探索了不同黏度的液滴在不同粗糙度的微柱阵列亲液刚性/柔性表面的润湿动力学。通过从原子尺度(分子动力学)到连续尺度(实验观测)的跨尺度研究手段,探索了液滴在微柱阵列亲液表面的润湿动力学,研究了液体性质和微柱阵列对于润湿过程的影响,得到了粗糙表

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页岩气开发中的解吸和驱替动力学

页岩气开发中的解吸和驱替动力学

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第十四届全国物理力学学术会议

作者：袁泉子林岿赵亚溥中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室

中国的页岩气储量居世界首位。然而,由于"甜点区"的页岩渗透率极低、页岩岩层极深、水资源缺乏等问题,国内页岩气的采收率仅为6%左右。页岩气开发的瓶颈问题在于页岩气解吸和驱替的比例低。如果增加解吸或驱替约10%的页岩气,就可以节省...

中国的页岩气储量居世界首位。然而,由于"甜点区"的页岩渗透率极低、页岩岩层极深、水资源缺乏等问题,国内页岩气的采收率仅为6%左右。页岩气开发的瓶颈问题在于页岩气解吸和驱替的比例低。如果增加解吸或驱替约10%的页岩气,就可以节省一口新井(约6千万元)的开支。因此,页岩气的解吸和驱替不仅是工程实际中提高采收率的关键,而且是力学、地质学、地球

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溶解润湿动力学的跨尺度研究

溶解润湿动力学的跨尺度研究

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2018年全国固体力学学术会议

作者：袁泉子杨锦鸿苗青赵亚溥中国科学院力学研究所中国科学院大学工程科学学院

溶解润湿,指液体在可溶解的固体表面发生动态润湿的现象,是一个跨尺度、多场耦合、流固耦合的界面动力学问题,也是能源、生命、军事等重要领域中的瓶颈问题之一。采用跨尺度实验、模拟和理论相结合的方法研究了溶解润湿的动态过程,发现... 详细信息

溶解润湿,指液体在可溶解的固体表面发生动态润湿的现象,是一个跨尺度、多场耦合、流固耦合的界面动力学问题,也是能源、生命、军事等重要领域中的瓶颈问题之一。采用跨尺度实验、模拟和理论相结合的方法研究了溶解润湿的动态过程,发现:三相接触线在可溶解固体表面移动,固体粒子在溶剂力作用下溶解到液体之中。固体的溶解不仅为接触线移动提供驱动,导致了固体边界形状的改变,而且向液体输运质量和动量,导致固液界面和液体内部属性的演化。分析了固体粒子进入液体内部对于液滴铺展、液体结构以及液滴内部流场造成的影响。建立了无量纲数空间,对于溶解润湿体系进行分区。发展了跨尺度理论模型,得到了溶解润湿的控制方程,揭示了界面演化的标度律,与模拟结果相符,可以重演实验现象。希望在溶解润湿的认识上更进一步,为实际应用中溶解润湿的设计提供理论指导。

关键词：溶解润湿移动接触线固液界面跨尺度力化耦合

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波在电弹性毛细中的传播

波在电弹性毛细中的传播

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第十二届全国物理力学学术会议

作者：朱雪燕袁泉子赵亚溥中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室

采用分子动力学模拟,从原子层次上研究了电弹性毛细中波的产生机理,发现这种波是由两个前驱膜的相互竞争产生的。结合分子动理论,进一步探索了这种波传播的物理机制。结果表明,这种波的传播是由两个前驱膜的驱动功之差控制的。另外,从... 详细信息

采用分子动力学模拟,从原子层次上研究了电弹性毛细中波的产生机理,发现这种波是由两个前驱膜的相互竞争产生的。结合分子动理论,进一步探索了这种波传播的物理机制。结果表明,这种波的传播是由两个前驱膜的驱动功之差控制的。另外,从能量平衡的角度对这种波进行标度率分析,推导出了波的色散关系。通过在不同场强的电场作用下的一系列的电弹性毛细模拟,发现这种波的波速不依赖于电场强度的大小。

关键词：分子动力学电弹性毛细前驱膜波

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冰滴在宇宙速度下与航天铝壳结构超高速撞击的分子动力学模拟(英文)

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宁波大学学报（理工版） 2012年第1期25卷 94-97页

作者：袁泉子赵亚溥中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室北京100190

采用大规模分子动力学模拟,从原子层次探索了冰滴高速撞击航天铝壳结构的动态过程.冰滴的速度设置为典型的宇宙速度.在高速撞击时,部分动能转化为热能,使得撞击点附近迅速升温.随着撞击速度的提高,铝壳经历了弹性变形、塑性变形、冲击融... 详细信息

采用大规模分子动力学模拟,从原子层次探索了冰滴高速撞击航天铝壳结构的动态过程.冰滴的速度设置为典型的宇宙速度.在高速撞击时,部分动能转化为热能,使得撞击点附近迅速升温.随着撞击速度的提高,铝壳经历了弹性变形、塑性变形、冲击融化,最后被穿透的过程.在分子动力学模拟中,清楚地观测了碎片云的形成和动态行为.

关键词：超高速撞击分子动力学模拟碎片云冰滴

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