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拖曳黏性流体丝非线性不稳定性的频率结构

斑图形成与孤子 2015-06-03 v4 流体动力学

摘要

落在移动表面上的黏性流体丝随着表面速度与喷嘴高度的变化,展现出多种引人注目的运动类型。对于适中的喷嘴高度,可观察到四个清晰的区域。在极高表面速度下,流体丝被拖曳成局限于单一平面内的拉伸悬链线构型。随着表面速度降低,该构型经历超临界分岔进入蜿蜒状态。在极低表面速度下,该状态类似于黏性流体丝落在静止表面上时常见的盘卷运动。在蜿蜒与盘卷区域之间,发现了一个包含新型多频状态的窗口,此前被称为“8 字形”。利用改进的可视化技术与全自动实验装置,我们对流体丝在所有这些状态下的纵向与横向运动进行了详细测量。我们发现,该多频状态以复杂的运动模式为特征,其主要频率被锁定在 3:2 的比例。该状态在尖锐分岔处以有限振幅出现与消失,且没有可测量的滞后。

关键词

引用

@article{arxiv.1201.0817,
  title  = {Frequency structure of the nonlinear instability of a dragged viscous thread},
  author = {Robert L. Welch and Billy Szeto and Stephen W. Morris},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1201.0817},
  year   = {2015}
}

备注

Revised version resubmitted to Phys Rev E. 7 pages, 7 figures. See http://youtu.be/CMYISqxS3K4 for a video