表面活性劑在精細化工領域、造紙工業、醫藥行業、化妝品行業、石油開采行業等有重要的應用。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致沿界面切線方向的Marangoni力，對宏觀的流體動力學產生重要影響。有表面活性劑的二相流是一個高度非線性、多尺度、幾何復雜的系統，它的計算模擬具有相當的挑戰性。

近期，重慶研究院副研究員徐建軍導出了表面活性劑質量的守恒律，提出了求解運動變形區域上對流擴散方程的基于水平集的擴散區域方法。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、運動變形界面上對流擴散方程的歐氏水平集方法有效結合，提出了計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、三維數值模擬實驗，研究了可溶解表面活性劑對液滴運動的影響。

這項研究工作對計算模擬表面活性劑的應用具有重要意義，產生了良好國際學術反響，多次收到國際學術會議報告邀請。

相關論文：

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）