Sliding Drops: Ensemble Statistics from Single Drop Bifurcations

Wilczek M., Tewes W., Engelnkemper S., Gurevich S.V., Thiele U.

Forschungsartikel (Zeitschrift) | Peer reviewed

Zusammenfassung

Ensembles of interacting drops that slide down an inclined plate show a dramatically different coarsening behavior as compared to drops on a horizontal plate: As drops of different size slide at different velocities, frequent collisions result in fast coalescence. However, above a certain size individual sliding drops are unstable and break up into smaller drops. Therefore, the long-time dynamics of a large drop ensemble is governed by a balance of merging and splitting. We employ a long-wave film height evolution equation and determine the dynamics of the drop size distribution towards a stationary state from direct numerical simulations on large domains. The main features of the distribution are then related to the bifurcation diagram of individual drops obtained by numerical path continuation. The gained knowledge allows us to develop a Smoluchowski-type statistical model for the ensemble dynamics that well compares to full direct simulations.

Details zur Publikation

FachzeitschriftPhysical Review Letters (Phys. Rev. Lett.)
Jahrgang / Bandnr. / Volume119
StatusVeröffentlicht
Veröffentlichungsjahr2017
Sprache, in der die Publikation verfasst istEnglisch
DOI10.1103/PhysRevLett.119.204501

Autor*innen der Universität Münster

Engelnkemper, Sebastian
Professur für Theoretische Physik (Prof. Thiele)
Gurevich, Svetlana
Professur für Theoretische Physik (Prof. Thiele)
Center for Soft Nanoscience (SoN) (SoN)
Tewes, Walter
Professur für Theoretische Physik (Prof. Thiele)
Thiele, Uwe
Professur für Theoretische Physik (Prof. Thiele)
Center for Nonlinear Science (CeNoS)
Center for Multiscale Theory and Computation (CMTC) (CMTC)
Wilczek, Markus
Professur für Theoretische Physik (Prof. Thiele)

Promotionen, aus denen die Publikation resultiert

Dynamik von Strukturbildung in grenzflächendominierten Systemen
Promovend*in: Tewes, Walter | Betreuer*innen: Thiele, Uwe; Heuer, Andreas
Zeitraum: bis 19.07.2018
Promotionsverfahren erfolgt(e) an: Promotionsverfahren an der Universität Münster
Nichtlineare Analyse physikochemisch getriebener Entnetzung - Statik und Dynamik
Promovend*in: Engelnkemper, Sebastian | Betreuer*innen: Thiele, Uwe
Zeitraum: bis 18.01.2018
Promotionsverfahren erfolgt(e) an: Promotionsverfahren an der Universität Münster
Strukturbildung in getriebenen dünnen Schichten einfacher und komplexer Flüssigkeiten
Promovend*in: Wilczek, Markus | Betreuer*innen: Gurevich, Svetlana; Thiele, Uwe; Heuer, Andreas
Zeitraum: 01.01.2013 - 10.02.2017
Promotionsverfahren erfolgt(e) an: Promotionsverfahren an der Universität Münster