法拉第波接触线剪切梯度诱导流动及示踪粒子自组织：从旋转环到类旋涡星系图案
流体动力学
2021-01-04 v1 斑图形成与孤子
摘要
在本快报中，我们通过实验展示了窄容器中纵向法拉第波作用下微小示踪粒子的自组织。我们观察到稳态电流的形成将界面划分为由法拉第波对称性给出的小单元。这些流动电流在每个单元中旋转，其环流随波幅增大而增强。该流动驱动示踪粒子形成图案，其形状取决于法拉第波的振幅：从低到高振幅，我们观察到分散的示踪粒子、窄旋转环以及类旋涡星系图案。我们首先描述了主要图案特征，并表征了波与示踪粒子的运动。随后我们通过实验表明，流动的主要来源是法拉第波自身在壁面接触线处产生的时空依赖剪切。最后我们给出一个二维模型，考虑法拉第实验中存在的极简要素，即稳态环流、由振荡波引起的拉伸分量以及稳态会聚场，它们结合产生了所观察到的自组织图案。
引用
@article{arxiv.2007.10427,
title = {Faraday-waves contact-line shear gradient induces streaming flow and tracers' self-organization: from rotating rings to spiral galaxy-like patterns},
author = {Héctor Alarcón and Matías Herrera and Nicolas Périnet and Nicolás Mujica and Pablo Gutiérrez and Leonardo Gordillo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.10427},
year = {2021}
}
备注
5 pages, 5 figures