法国科研界在流体力学领域取得重要突破。洛林大学反应与工艺工程实验室（LRGP）联合法国国家科学研究中心（CNRS），通过创新数值模拟模型与实验技术验证，成功捕捉到液滴在液体表面融合初期的物理过程。相关研究成果已发表于流体力学权威期刊《Physics of Fluids》，为理解多相流基础理论提供了前所未有的时空分辨率。
液滴融合现象在工业生产中至关重要，广泛涉及乳化液稳定性、泡沫控制、液液化学反应以及液滴冲击液面等场景。然而，由于该现象初始阶段发生在极短的时间和空间尺度内，传统实验手段难以捕捉。数值模拟虽能弥补这一缺陷，但此前缺乏高精度实验数据的严格验证。此次研究通过建立经实验校准的模拟模型，实现了对液滴接触液面瞬间现象的精准复现。
研究团队以蒸馏水（牛顿流体）和聚合物水溶液（粘弹性流体）为研究对象，采用统计物理方法（格子玻尔兹曼法）与粘弹性流体本构模型（Oldroyd-B模型）相结合的策略进行模拟。为验证模型，团队创新性地集成了三种实验技术：自主研发的电导率测量技术可追踪融合区在微秒级的演变；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），精确分析了融合过程中的流体速度场分布。
实验与模拟结果高度吻合，空间分辨率达5.2微米，时间分辨率高达0.8微秒。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。这一发现不仅深化了对基础物理机制的理解，更为工业应用指明了方向。
该成果有望直接推动相关工业流程的优化。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利用融合机制强化油水分离效率。目前，LRGP实验室已在上述领域开展合作研究，并正在推进涉及油相液滴融合的新课题。对于中国化工及能源行业从业者而言，这一从微观机理到宏观应用的研究路径，提示我们在复杂流体工艺优化中，应更加重视多尺度模拟与高精度实验的深度融合，以突破传统工艺瓶颈。
