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Elasto-viscoplastic spreading: From plastocapillarity to elastocapillarity

Texto completo
Autor(es):
Franca, Hugo L. ; Jalaal, Maziyar ; Oishi, Cassio M.
Número total de Autores: 3
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: PHYSICAL REVIEW RESEARCH; v. 6, n. 1, p. 16-pg., 2024-03-01.
Resumo

We study the spreading of elasto-viscoplastic (EVP) droplets under surface tension effects. The nonNewtonian material flows like a viscoelastic liquid above the yield stress and behaves like a viscoelastic solid below it. Hence, the droplet initially flows under surface tension forces but eventually reaches a final equilibrium shape when the stress everywhere inside the droplet falls below the resisting rheological stresses. We use numerical simulations and combine volume-of-fluid (VOF) method and an EVP constitutive model to systematically study the dynamics of spreading and the final shape of the droplets. The spreading process explored in this study finds applications in coating, droplet-based inkjet printing, and 3D printing, where complex fluids such as paints, thermoplastic filaments, or bio-inks are deposited onto surfaces. Additionally, the computational framework enables the study of a wide range of multiphase interfacial phenomena, from elastocapillarity to plastocapillarity. (AU)

Processo FAPESP: 19/01811-9 - Simulação numérica de escoamentos de fluidos complexos com superfícies livres
Beneficiário:Hugo Leonardo França
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 21/14953-6 - Estudos numéricos dos efeitos de capilaridade na dinâmica de gotas não-Newtonianas
Beneficiário:Hugo Leonardo França
Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Processo FAPESP: 13/07375-0 - CeMEAI - Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria
Beneficiário:Francisco Louzada Neto
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs