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液滴冲击 spreading 半径的下界:粘性情况

流体动力学 2024-10-11 v1

摘要

我们考虑液滴冲击和液滴在光滑表面上的spreading问题,涉及粘性牛顿流体。我们重访了轮辋-薄膜模型,其中液滴spreading由常微分方程组(ODEs)描述。我们指出,这些模型包含需要被正则化以产生光滑解的奇点,并详细探讨了不同的正则化技术。我们采用特定的技术进行进一步研究,并使用微分不等式推导出最大spreading半径 Rmax\mathcal{R}_{max} 的上界和下界。无需采用尺度分析或scaling argument,我们的下界确认了leading-order行为 RmaxRe1/5\mathcal{R}_{max} \sim \mathrm{Re}^{1/5},以及涉及组合 We1/2Re2/5\mathrm{We}^{-1/2}\mathrm{Re}^{2/5} 的修正项,这与液滴spread的实验文献一致。我们的下界也与ODEs的完整数值解以及能源预算计算一致,后者在考虑头部损失后亦然。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.07904,
  title  = {Bounds on the Spreading Radius in Droplet Impact: The Viscous Case},
  author = {Lennon Ó Náraigh and Miguel D. Bustamante},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.07904},
  year   = {2024}
}

备注

25 pages, 9 figures