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表面张力不平衡对部分浸没圆柱体的影响

流体动力学 2019-07-15 v2 生物物理 化学物理

摘要

我们对一个在载表面活性剂与无表面活性剂部分的液-气界面之间形成屏障的圆柱体进行了静力学分析。除了确定力和力矩平衡的一般含义外,我们量化了界面的无表面活性剂部分的均匀表面张力 γa\gamma_a 与载表面活性剂部分的均匀表面张力 γb\gamma_b 之间的不平衡 Δγ=γaγb\Delta\gamma=\gamma_a-\gamma_b 如何影响疏水圆柱体的承载能力。此外,我们证明,对于具有任意形状横截面的圆柱体,两侧表面张力之差在按单位长度测量时,诱导出大小等于 Δγ\Delta \gamma 的水平力分量 fhf^h。通过能量论证,我们表明该关系也适用于具有可变形状横截面的棒状屏障。另外,我们将分析应用于两亲性 Janus 圆柱体,并讨论了我们的发现对马兰戈尼推进和表面压力测量的实际意义。

关键词

引用

@article{arxiv.1702.03161,
  title  = {Effect of a surface tension imbalance on a partly submerged cylinder},
  author = {Stoffel D. Janssens and Vikash Chaurasia and Eliot Fried},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1702.03161},
  year   = {2019}
}