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水中非轴对称冲击空腔的溃灭

流体动力学 2015-05-30 v2

摘要

水中圆柱形空气腔的轴对称溃灭遵循具有对数修正的普适幂律。然而,有研究指出,引入微小的方位角扰动会诱发长期记忆效应,表现为振荡不再具有普适性,而是记住了初始条件。在本工作中,我们通过将金属圆盘驱动穿过初始静止的水面来产生非轴对称空气腔,并观测其在重力作用下的后续溃灭。这些空腔以单一模式数 mm 和振幅 ama_m 的方位角谐波扰动为特征。对于较小的初始畸变振幅(平均圆盘半径的 1% 或 2%),腔壁在溃灭过程中线性振荡,振幅几乎恒定而频率增加。随着振幅增大,振荡中激发起更高谐波, Rayleigh 我们观察到更复杂的夹断模式。对于小振幅扰动,我们将实验结果与 Schmidt 等人(2009)的振荡振幅模型以及 Bergmann 等人(2009b)先前提出的轴对称冲击空腔溃灭模型进行比较。通过结合这两个模型,我们能够重构夹断前任意时刻空腔的三维形状。

关键词

引用

@article{arxiv.1109.5823,
  title  = {Collapse of a non-axisymmetric, impact-created air cavity in water},
  author = {Oscar R. Enriquez and Ivo R. Peters and Stephan Gekle and Laura E. Schmidt and Detlef Lohse and Devaraj Van Der Meer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1109.5823},
  year   = {2015}
}

备注

18 pages, 13 figures