交叉表面波产生的涡流的生成与衰减
流体动力学
2019-11-13 v2
摘要
交叉表面波引起的质量输运由斯托克斯项和欧拉项组成，二者性质迥异。第一项是对理想流体中平面波斯托克斯漂移的推广，第二项由流体黏性产生，并由施加在流体表面附近黏性次层中的力激发。我们从理论和实验上研究了诱导质量输运的生成与衰减，并证明在典型实验条件下两项具有不同的时间尺度。欧拉项的演化由扩散方程描述，其中流体运动黏度起扩散系数的作用，而斯托克斯项演化更快，受到系统边界附近附加阻尼的影响。若流体表面被污染，这种差异会更加显著。我们用覆盖在流体表面的薄不可溶液膜来模拟污染效应，该膜的压缩模量是其唯一非零流变参数。此时，质量输运中的欧拉项在参数上变得更大，而斯托克斯项的演化在参数上变得更快。两种情形下的参数相同，等于表面波的品质因数，该因数因表面膜的存在而被修正。我们通过拟合涡流瞬态测量结果推断膜的压缩模量，并证明所得值能给出波运动中水平与垂直速度振幅的正确比值，且与测得的表面波耗散率合理吻合。
引用
@article{arxiv.1905.01875,
title = {Formation and decay of eddy currents generated by crossed surface waves},
author = {V. M. Parfenyev and S. V. Filatov and M. Yu. Brazhnikov and S. S. Vergeles and A. A. Levchenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.01875},
year = {2019}
}