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黏弹性液体中气泡的聚并

流体动力学 2023-05-03 v1 软凝聚态物质

摘要

当浸没于液体中的两个气泡被彼此靠近时,分隔气泡的中间液膜开始排液。一旦液膜破裂,气泡聚并并形成随时间扩张的颈部。颈部生长的动力学在纯牛顿液体的语境下已被充分理解。然而,当周围液体含有长柔性聚合物、从而赋予液体黏弹性特征时,关于这一奇点动力学的认知则少得多。在此,我们实验研究了被聚合物溶液包围的气泡聚并。与液滴聚并相反,且尽管聚合物发生奇异拉伸,我们发现溶解聚合物的存在在早期完全不影响聚并动力学。聚合物弹性仅被发现于聚并后期阶段减缓流动。这些观测借助 Oldroyd-B 模型的渐近解予以解释,该模型预测颈部末端附近存在强应力奇点。然而,聚合物应力仅在方位角方向上发散,这可解释为何弹性效应在聚并初始阶段保持次要地位。

关键词

引用

@article{arxiv.2305.01363,
  title  = {Coalescence of bubbles in a viscoelastic liquid},
  author = {Alexandros T. Oratis and Vincent Bertin and Jacco H. Snoeijer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2305.01363},
  year   = {2023}
}

备注

14 pages, 9 figures