下沉肥皂膜入口稳定性实验研究

入口控制是大多数流体力学实验中的关键环节。尽管垂直下沉的肥皂膜流动已在过去四十年间被广泛用于研究二维流动，但其入口稳定性尚未得到详细讨论。本文旨在改进该系统的入口稳定性，讨论了不同流驱动系统如何支配入口状态以及肥皂膜流动的统计特性。我们报告了使用不同流驱动方法测量的入口流量，并通过激光多普勒速率测量仪（LDV）对肥皂膜速度进行测量。广泛使用的方法——常压头储罐——表现出入口流量的持续下降。即使在流动未受扰动的情况下，肥皂膜也显示出较大的速度波动。速度波动的均方值测得为平均值的4.6%。我们还测试了不使用储罐的方法，直接由泵控制流动；两种错位的注射泵能够在数天内维持入口稳定性，将速度波动降至平均值的0.5%。通过这些测量，我们得出结论，入口流量的下降可能由微/毫尺度的气泡引起，这些气泡无法在系统中完全被移除。当需要稳定且持续的肥皂膜流动时，必须在肥皂膜装置中采用主动控制入口的方法。