液滴撞击弹簧支撑平板：分析与模拟
流体动力学
2021-05-17 v1 偏微分方程分析
摘要
液滴高速撞击柔性基底是一个具有实际重要性的高度非线性过程，在流固耦合背景下带来了巨大的建模挑战。我们提出两种方法来研究液滴撞击由弹簧和阻尼器支撑的刚性平板这一典型系统：匹配渐近展开和直接数值模拟（DNS）。在前一种方法中，我们推导了无粘瓦格纳理论的推广，以近似撞击早期阶段的流动行为。在后一种方法中，我们进行了详细的DNS，旨在验证分析框架，并提供对所提数学模型无法触及的后期时间的洞察。结合两种方法，我们观察到平板质量、阻尼器阻力和弹簧刚度对发生受迫阻尼振荡的固体运动有强烈影响。此外，我们考察了平板运动如何主要通过改变液滴内部流体动力压力分布来影响其动力学。我们基于这些技术之间的相互作用，证明混合方法可在多个长度和时间尺度上改进模型和计算发展以及结果解释。
引用
@article{arxiv.2009.09872,
title = {Droplet impact onto a spring-supported plate: analysis and simulations},
author = {Michael J. Negus and Matthew R. Moore and James M. Oliver and Radu Cimpeanu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.09872},
year = {2021}
}
备注
28 pages, 6 figures