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Spreading droplets of yield-stress fluids with and without gravity

Heitmeier, Linnea und D'Angelo, Olfa und Jalaal, Maziyar und Voigtmann, Thomas (2026) Spreading droplets of yield-stress fluids with and without gravity. Journal of Rheology, 70 (70), Seiten 631-643. Society of Rheology. doi: 10.1122/8.0001083. ISSN 0148-6055.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Kurzfassung

We investigate the effect of gravity on the spreading of droplets of yield stress fluids, by performing both microgravity experiments (in a drop tower) and experiments under terrestrial gravity. We study the dependence of the final droplet shape on yield stress and gravity. Droplets are deposited on a thin film of the same material, mimicking a fully wetting surface, and allowing to directly test scaling laws derived from the thin-film equation for viscoplastic fluids, in this limit. Microgravity conditions allow us to vary the two relevant dimensionless numbers independently, the Bond number,B ⁠, and the plastocapillary number, ⁠I, and thus to disentangle the influence of surface tension from that of the yield stress on the final droplet shapes. Simulations using a viscoelastic model with shear-thinning complement the experiments and show good agreement regarding the droplet shapes. Possible deviations arising in the regime of non-negligible elastic effects and large plastocapillary numbers (large yield stress) are discussed.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/224140/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Spreading droplets of yield-stress fluids with and without gravity
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Heitmeier, Linnealinnea.heitmeier (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0008-9469-9946214949642
D'Angelo, OlfaFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberghttps://orcid.org/0000-0002-7218-4596NICHT SPEZIFIZIERT
Jalaal, MaziyarUniversity of Amsterdamhttps://orcid.org/0000-0002-5654-8505NICHT SPEZIFIZIERT
Voigtmann, ThomasThomas.Voigtmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1261-9295NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:21 April 2026
Erschienen in:Journal of Rheology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:70
DOI:10.1122/8.0001083
Seitenbereich:Seiten 631-643
Verlag:Society of Rheology
Name der Reihe:Special Collection: Space Applications and Low Gravity Research
ISSN:0148-6055
Status:veröffentlicht
Stichwörter:microgravity, yield stress fluids, viscoelastic, shear-thinning fluids
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Materialdesign und neue Materialien, R - Materialforschung und Mikrogravitation (MuM)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Frontier Materials auf der Erde und im Weltraum > Wissenschaftliches Raumfahrtengineering
Hinterlegt von: Heitmeier, Linnea
Hinterlegt am:18 Mai 2026 08:51
Letzte Änderung:18 Mai 2026 08:51

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