近日，我院刘永红教授和张彦振教授团队在无黏流体断裂的机理研究方面取得重要进展，相关成果以“Fragmentation of inviscid liquid and destination of satellite droplets”为题发表于流体领域知名期刊《Physics of Fluids》，并被选为Editor's Pick（Editor's Picks serve to highlight articles with excellent scientific quality and are representative of the work taking place in a specific field）。
液体断裂在自然界中是极为常见的一种自然现象，诸如海浪拍击岩石产生水雾，雨滴坠落地面溅起的水花以及和我们日常生活联系最为紧密的水从水龙头滴落过程，都涉及到液桥的断裂。对于黏度较低的流体而言，在断裂过程中不可避免地会形成小于主液滴尺寸数十倍乃至数千倍的卫星液滴。基于此现象，张彦振教授开发了利用卫星液滴开展高精度打印的技术，获得了良好的效果。但是液桥断裂的宏观过程如何影响卫星液滴的行为，仍未被深入研究。
近期，我院博士生李德格针对液桥断裂的宏观过程对液桥断裂以及形成的卫星液滴运动的微观行为的影响进行了系统研究。研究发现，对于准静态断裂的液桥而言，当液桥的长细比小于临界值1.8的时候，液桥会发生对称断裂，形成的卫星液滴只在液桥中间弹跳，而当液桥的长细比大于1.8的时候，液桥会发生非对称断裂，进而引起卫星液滴的横向移动。
图1 液桥的对称和非对称断裂过程
研究进一步揭示了液桥长细比对卫星液滴两侧断裂时间差，卫星液滴的横向速度的影响以及液滴的横向动量与断裂时间差之间的关系：
上述机理研究为利用卫星液滴进行高精度打印提供了理论支撑。
该学术论文第一作者为我院博士生李德格，通讯作者为刘永红教授和张彦振教授，中国石油大学（华东）为第一完成单位。该研究成果得到国家重点研发项目、国家自然科学基金、山东省泰山学者、山东省优青等项目资助。
论文链接：https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0102220
