黏度对固着液滴中声流的影响：基于流源空间滤波 (SSSF) 方法的实验与数值研究
流体动力学
2016-05-13 v1 计算物理
摘要
当声波在液体等有损介质中传播时，会逐渐将其赝动量传递给流体，从而产生稳定的声流。值得注意的是，该现象涉及声衰减与剪切之间的平衡，使得黏度在速度场的最终表达式中消失。因此，在声流实验中，黏度的影响长期被忽略。本文通过实验表明，在诸如表面声波在固着液滴中诱导的流动等腔体中，黏度起着重要作用。我们开发了一种基于流源项空间滤波的数值模型来计算诱导的流动运动，大幅降低了计算需求。我们证明液滴中的声场是混沌场与少数强焦散的叠加。结果表明，焦散驱动了流动，从而可以定性预测流动结构。最后，我们将问题简化为两个与表面波和体波衰减相关的无量纲数，并模拟了置于铌酸锂基底上的半球形固着液滴在一系列参数下的情况。即使在如此基础的构型中，我们也观察到至少四种不同的流动状态。针对每种状态，我们建立了液滴中平均声流速度的关联式，该速度随着黏度的增加而越来越依赖于体波衰减。这些关联式将我们的结果推广到广泛的流体和驱动频率范围。
引用
@article{arxiv.1605.03762,
title = {Influence of viscosity on acoustic streaming in sessile droplets: an experimental and a numerical study with a Streaming Source Spatial Filtering (SSSF) method},
author = {Antoine Riaud and Michael Baudoin and Oliver Bou Matar and Jean-Louis Thomas and Philippe Brunet},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.03762},
year = {2016}
}