Experimental and numerical analysis of shear-driven droplet coalescence on surfaces with various wettabilities
Notice bibliographique
Résumé
The goal of this study is to explore and analyze the concurrent shear-driven droplet shedding and coalescence under the effect of various parameters, such as droplet size and distance, as well as airflow velocity and surface wettability. To investigate and capture different aspects of droplet dynamics, both experimental modeling and numerical modeling are conducted. The volume of fluid coupled with the large-eddy simulation turbulent model in conjunction with the dynamic contact angle is implemented to model droplet shedding on different surface wettabilities. Analysis revealed a great match between the numerical and experimental outcomes. It is shown that in addition to surface wettability and airflow speed, droplet sizes, and the distance between them are crucial factors in controlling droplet dynamics during the shedding and coalescence. It is illustrated that on the aluminum (hydrophilic) surface, the second droplet (the one further from the airflow inlet) tends to move toward the first droplet (the one closer to the airflow inlet) more significantly when the distance between droplets is larger as well as the cases where the first droplet is also the larger one. It is revealed that if the first droplet is larger, after coalescence the resulting droplet will break up into smaller droplets known as satellites. On the superhydrophobic surfaces, on the other hand, droplets behaved differently, which is mainly related to initial droplet shape and dynamic contact angles. For the cases of the larger distance between the droplets, the first droplet is lifted off from the surface after a few milliseconds, and consequently, the second droplet is not prone to move toward the first one. When the first droplet is larger between the two, the second droplet tends to move toward the first one in contrast to the case where the first droplet is the smaller one. To better interpret the droplet dynamics, and the effect of different parameters on their behavior, further details on aerodynamic forces including the drag and lift forces before and after the coalescence are presented in this work.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».