中文

气泡柱中的弹性带:当弹性、毛细作用与重力共同支配平衡构型时

软凝聚态物质 2024-04-10 v1

摘要

利用弹性与毛细作用之间的竞争,已被证明是通过折叠、弯曲或组装与液体界面接触的弹性物体来设计结构的一种有效方法。弹毛细效应通常发生在重力不起重要作用的尺度上,例如在微加工工艺中。然而,在桌面尺度上,重力的影响可能变得显著,这与许多情况相关,包括用于在易于操作的尺度上提供基础物理学理解的模型实验。我们在此关注放置在二维气泡柱中的弹性带的情况:通过将弹性带引入方形截面柱中阶梯状气泡结构的中心皂膜内,可以量化相对于 Plateau 定律(支配常规泡沫形状的毛细主导情形)的偏离,该偏离是弹性带刚度的函数。对于长弹性带,重力不能被忽略。我们提供了考虑毛细作用、弹性和重力的弹性带轮廓的详细理论分析。我们计算了系统的总能量,并使用拉格朗日力学在约束下进行能量最小化。随后,通过与三种不同厚度弹性带的实验进行比较,对该模型进行了验证。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.06322,
  title  = {Elastic ribbons in bubble columns: when elasticity, capillarity and gravity govern equilibrium configurations},
  author = {Jean Farago and Manon Jouanlanne and Antoine Egelé and Aurélie Hourlier-Fargette},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.06322},
  year   = {2024}
}

备注

8 pages, 2 figures