液滴在过热表面上的撞击：从毛细主导到非线性平流主导
流体动力学
2023-05-24 v2 软凝聚态物质
摘要
环境空气缓冲了液滴在固体基底上的撞击，该效应通常表现为气泡的夹带——当液滴下被挤压的空气排尽并发生液固接触时，气泡被捕获。空气的存在在非常光滑表面的撞击中尤为明显，那里气膜可被维持，使液滴无需润湿基底即可弹跳。在此不润湿情形下，Mandre & Brenner（2012）通过数值与理论证明两种物理机制可阻止接触：表面张力与非线性平流。然而，平流主导区在实验中一直未被揭示，因为液固接触阻碍了在足够大撞击速度下实现回弹。通过在过热表面上进行撞击，即 Tran 等人（2012）所述的动态 Leidenfrost 区，我们实现了更高撞击速度下的液滴回弹，从而得以揭示该区。利用高速全内反射，我们测量了撞击液滴下的最小气膜厚度，并为从表面张力主导到非线性惯性主导区的转变提供了证据。我们通过耦合液气动力学并考虑蒸发的标度关系，对测量值进行了合理化分析。
引用
@article{arxiv.2211.12772,
title = {Drop impact on superheated surfaces: from capillary dominance to non-linear advection dominance},
author = {Pierre Chantelot and Detlef Lohse},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.12772},
year = {2023}
}