계면 점성을 고려한 방울 변형 모델의 확장과 검증

초록

본 논문은 기존 마페톤‑미날레(MM) 모델에 계면 전단·팽창 점성을 도입한 확장형 모델(EMM)을 제시하고, 캡illary 수와 Boussinesq 수(μs, μd) 의 영향을 체계적으로 분석한다. EMM의 예측을 전산 유체역학 시뮬레이션(Immersed‑Boundary Lattice‑Boltzmann)과 비교하여, 작은 변형 가정이 유지되는 파라미터 범위를 규명한다.

상세 분석

본 연구는 마페톤‑미날레(MM) 모델을 기반으로, 계면 점성 효과를 정량적으로 포함시키는 확장 모델(EMM)을 도출한다. 기존 MM 모델은 표면 장력만을 고려해 표면 응력 텐서를 T(S)= (1/Ca) P 로 기술했으며, 여기서 P는 접선 투영 연산자이다. 계면에 전단 점성 μs와 팽창(압축) 점성 μd가 존재하면, Boussinesq‑Scriven 법칙에 따라 추가 응력 텐서 2 Bqs D(S)+(Bqd−Bqs)