液滴撞击对气泡环的夹带

我们利用超高速视频成像技术观察液滴撞击液层时的初始接触过程。我们在实验中观察到了 Thoraval 等人 [Phys. Rev. Lett. 108, 264506 (2012)] 数值预测的涡街和气泡环夹带现象，这些现象发生在高撞击速度下。这些动力学过程主要发生在首次接触后的 50 {\mu}s 内，需要 100 万帧/秒的成像速度。对于撞击薄水层的水滴，孤立气泡的夹带始于连接液滴与液池的颈部形成的方位角不稳定性，该不稳定性在低撞击速度下形成。当雷诺数 Re 高于约 12,000 时，在喷射物底部观察到多达 10 个部分气泡环，始于接触面积约为液滴尺寸的 20% 时。对于乙醇或甲醇液池，观察到更规则的气泡环。视频成像显示某些空气圆柱体周围存在旋转，这可暂时延缓其破碎成微气泡。液池液体中不同的折射率揭示了涡旋的不稳定性以及流向涡旋和复杂涡旋缠结的形成，从而破坏了精细尺度的轴对称性。我们还表明，液滴的形状对这些动力学过程有强烈影响。