毛细上升是最著名和最生动的毛细现象之一（见图1）。研究其运动规律对采油、土木工程、纺织品染色和油墨印刷等领域具有重要作用。
在毛细管中，液体受到表面张力作用，可克服重力作用并上升到一定高度。对于较细管而言，毛细流动是单调上升的，而当细管半径较大时，液体的振荡现象则会发生。然而，液体从振荡到单调上升运动规律的全过程数学描述和求解，之前尚未有解析解提出。
图1 毛细管上升的动力学
我院孙博华院士采用线性稳定性理论对这一问题进行深入研究，首次得到了毛细速度与高度的相空间图，结果表明当相轨迹指数衰减到吸引子以外的某处时，相变从振荡到单调上升。这一研究成果对理解毛细流动中液体单调上升和振荡行为提供了较好的理论基础。该文章已在《AIP Advances》期刊发表。
图2 不同管半径的相空间分布图
液体在毛细管中的动力学研究是流体力学中的重要组成部分, 该研究成果丰富并加深了人们对这一有趣现象的理解和认识。
论文链接：
Sun, B. H. (2021). Monotonic rising and oscillating of capillary-driven flow in circular cylindrical tubes. AIP Advances, 11(2), 025227.
https://doi.org/10.1063/5.0040508
作者的相关论文：
Sun, B. H. (2018). Singularity-free approximate analytical solution of capillary rise dynamics. Sci. China-Phys. Mech. Astron. 61(8), 084721.
https://doi.org/10.1007/s11433-018-9247-1
Zhong X. X., Sun, B. H. and Liao, S. J. (2019). Analytic solutions of the rise dynamics of liquid in a vertical cylindrical capillary, European Journal of Mechanics / B Fluids. 78, 1–10.
https://doi.org/10.1016/j.euromechflu.2019.05.011
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