Numerical Analysis of the Dispersion and Deposition of Particles in Evaporating Sessile Droplets
Notice bibliographique
Résumé
Evaporating sessile droplets containing dispersed particles are used in different technological applications, such as 3D printing, biomedicine, and micromanufacturing, where an accurate prediction of both the dispersion and deposition of the particles is important. Furthermore, the interaction between the droplet and the substrate must be taken into account: the motion of the contact line, in particular, must be modeled carefully. To this end, studies have typically been limited to either pinned or moving contact lines to simplify the underlying mathematical models and numerical methods, neglecting the fact that both scenarios are observed during the evaporation process. Here, a numerical algorithm considering both contact line regimes is proposed whereby the regimes are distinguished by predefined threshold contact angles. After a detailed validation, this new algorithm is applied to study the influence of both regimes on the dispersion and deposition of particles in an evaporating sessile droplet. In particular, the presented analysis focuses on the influence of (i) the contact line motion characteristics by varying the limiting contact angle and spreading speed, (ii) the Marangoni number, characterizing the importance of thermocapillarity, (iii) the evaporation number, which quantifies the importance of evaporation, (iv) the Damköhler number, a measure of the particle deposition rate, and (v) the Peclet number, which compares the convection and diffusion of the particle concentration. When thermocapillarity becomes dominant or the limiting contact angle is larger, the particle accumulation near the contact line decreases, which, in turn, means that more particles are deposited near the center of the droplet. In contrast, increasing the evaporation number supports particle accumulation near the contact line, while a larger Damköhler number and/or smaller Peclet number yield more uniform final deposition patterns. Finally, a larger characteristic speed of spreading results in fewer particles being deposited at the center of the droplet.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».