法国洛林大学与法国国家科学研究中心（CNRS）联合组成的研究团队，在流体力学领域取得重要进展。该团队通过创新的数值模拟模型，结合高精度实验验证，成功捕捉到液滴在液面融合瞬间的“微秒级”细节。相关成果已发表于流体力学**期刊《Physics of Fluids》。
液滴融合现象在工业生产中至关重要，广泛应用于乳化液、泡沫体系、液 - 液化学反应以及液滴撞击储液池等场景。然而，由于融合初始阶段的时间尺度极短、空间尺度极小，传统实验手段难以捕捉其动态过程。相比之下，数值模拟能够揭示实验无法触及的物理机制，成为研究此类问题的关键工具。
研究团队来自反应与工艺工程实验室（LRGP），他们开发了一套高精度模拟模型，并针对牛顿流体（如蒸馏水）和粘弹性流体（如聚合物水溶液）进行了对比研究。模拟方法结合了统计物理中的格子玻尔兹曼方法（LBM）与描述粘弹性流体的Oldroyd-B本构模型，实现了对液滴接触瞬间流体行为的精准复现。
为验证模型可靠性，团队采用了三种互补的实验技术：自主研发的电导率测量法可追踪融合区在最初几微秒内的演变；每秒10万帧的超高速摄像机直观记录融合过程；结合实验室研发的微粒子图像测速技术（μ-PIV），团队进一步分析了融合过程中的流体速度场分布。实验与模拟结果在空间分辨率达5.2微米、时间分辨率达0.8微秒的条件下高度吻合。
研究发现，无论是牛顿流体还是粘弹性流体，在融合发生的最初几微秒内，融合宽度随时间呈线性增长，随后遵循t的1/2次方规律。这一规律性发现不仅深化了对基础流体力学的理解，也为工业应用提供了新方向。例如，在化妆品行业可通过抑制融合提升乳液稳定性，而在石油工业中则可促进油水分离效率。目前，该团队正开展针对含油液滴融合的新研究。
对中国化工与能源行业而言，此类高精度多相流模拟技术的突破提示我们：在乳化、分离等关键工艺优化中，应加强基础流变学与数值模拟的深度融合，以微观机理指导宏观工艺升级，提升产品稳定性与资源利用效率。