介电液滴撞击不同润湿性表面的电流体动力学
流体动力学
2024-06-19 v1 软凝聚态物质
摘要
在本文中，我们报道了实验与半解析研究结果，以阐明介电液滴撞击超疏水(SH)和亲水表面的电流体动力学(EHD)。我们覆盖了广泛的韦伯数We与电毛细数Cae，以探究液滴撞击EHD的各种状态。我们表明，在固定We=60时，随着电场强度增加，液滴在SH表面的回弹受到抑制。在高Cae下，液滴不是通常的均匀径向收缩，而是沿垂直于电场方向更快回缩并沿电场方向铺展。这阻碍了足够动能的积累，从而无法出现液滴回弹现象。对于某些We和奥内佐格数Oh值，液滴在回弹过程中表现出空翻状运动。随后我们提出一个半解析模型来解释SH表面上场致回弹现象。在临界Cae=4.0以上，EHD不稳定性通过边缘处尖峰的演化引起指状图案。此外，讨论了亲水与SH表面上的铺展EHD。在两种润湿性表面且固定We下，铺展因子随Cae增加而呈上升趋势。我们基于能量守恒建立了预测最大铺展直径的解析模型。模型预测与实验观测吻合良好。最后，我们绘制了相图，用以解释SH表面在广泛We和Cae范围内的撞击后液滴动力学。
引用
@article{arxiv.2006.12969,
title = {Electrohydrodynamics of dielectric droplet collision with variant wettability surfaces},
author = {Nilamani Sahoo and Devranjan Samanta and Purbarun Dhar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.12969},
year = {2024}
}