漂浮柔性板对双层下落流稳定性的影响

探讨了顶面带有漂浮柔性板的两层下落液膜的流体动力学稳定性行为。表面应力平衡采用修正的膜方程建模。流动系统的液-液界面存在不溶性表面活性剂。通过切比雪夫谱配点技术数值求解广义Orr-Sommerfeld特征值问题，捕捉了扰动波的线性不稳定性。识别出四种不同类型的线性稳定性模态：即表面模态（SM）、界面模态（IM）、界面表面活性剂模态（ISM）和剪切模态（SHM）。漂浮柔性板在长波区对所有已有模态影响甚微。然而，在有限波数处观察到显著影响。通过施加更高的结构刚度和均匀的柔性板厚度，可在较小波数区抑制表面与界面波不稳定性。当顶层黏度占主导时，表面模态的稳定作用变得更强。当顶层黏度低于下层时，出现新的界面不稳定性。在中等雷诺数下，界面模态在$mr<1$和$mr>1$两个不同区域行为不同，其中$m$和$r$分别表示黏度和密度比。此外，在低倾角与强惯性力下检测到由顶层和底层诱导的不稳定剪切模态。剪切模态的出现要求底层黏度和密度远高于上层。柔性板特征参数对下层剪切模态的影响并不敏感。最后，还讨论了不同模态对稳定性边界主导权的竞争。