表面活性劑在精細(xì)化工領(lǐng)域、造紙工業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、化妝品行業(yè)、石油開采行業(yè)等有重要的應(yīng)用。表面活性劑的分子是由厭水的頭部和親水的尾巴組成，所以它們通常停留在二相流的交界面上。表面活性劑能減小表面張力。表面活性劑的不均勻分布導(dǎo)致沿界面切線方向的Marangoni力，對(duì)宏觀的流體動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生重要影響。有表面活性劑的二相流是一個(gè)高度非線性、多尺度、幾何復(fù)雜的系統(tǒng)，它的計(jì)算模擬具有相當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)性。
近期，重慶研究院副研究員徐建軍導(dǎo)出了表面活性劑質(zhì)量的守恒律，提出了求解運(yùn)動(dòng)變形區(qū)域上對(duì)流擴(kuò)散方程的基于水平集的擴(kuò)散區(qū)域方法。徐建軍將這些工作與之求解二相流的Navier-Stokes方程的投影方法、運(yùn)動(dòng)變形界面上對(duì)流擴(kuò)散方程的歐氏水平集方法有效結(jié)合，提出了計(jì)算有可溶解表面活性劑的二相流的水平集方法，并通過大量二維、三維數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)，研究了可溶解表面活性劑對(duì)液滴運(yùn)動(dòng)的影響。
這項(xiàng)研究工作對(duì)計(jì)算模擬表面活性劑的應(yīng)用具有重要意義，產(chǎn)生了良好國際學(xué)術(shù)反響，多次收到國際學(xué)術(shù)會(huì)議報(bào)告邀請(qǐng)。
相關(guān)論文：
1.J.-J. Xu, W. Shi, M.C. Lai, A level-set method for two-phase flows with soluble surfactant，Journal of computational physics 353:336-355, 2018.
2. J.-J. Xu, Level-set method for two-phase flows with surfactant, Scholars' Press, 2018.
剪切流作用下表面活性劑覆蓋的液滴的分裂過程模擬（顏色表示表面活性劑濃度）
