剪切黏性液体纳米膜的失稳与破裂
软凝聚态物质
2024-02-09 v2 流体动力学
摘要
液体纳米膜在自然界与技术领域中无处不在，其平衡与远离平衡的动态对众多现象与过程至关重要。我们通过数值研究黏性纳米尺度薄膜的演化与破裂，纳入表面张力、范德华力、热涨落与黏性剪切的作用。我们表明热涨落产生的扰动可触发膜破裂，但其对扰动增长率无显著影响。膜的破裂时间可由控制薄膜方程的线性稳定性分析，通过考虑最不稳定波长与热粗糙度来预测。此外，施加足够大的单向剪切可稳定大扰动，形成有限振幅行波而非膜破裂。相反，在三维中，单向剪切不能抑制破裂，因为垂直于施加剪切方向上的扰动未被抑制。然而，若剪切方向随时间变化，大扰动在各方向上的增长均被阻止，从而可阻碍破裂。
引用
@article{arxiv.2306.14557,
title = {Instability and rupture of sheared viscous liquid nanofilms},
author = {Vira Dhaliwal and Christian Pedersen and Kheireddine Kadri and Guillaume Miquelard-Garnier and Cyrille Sollogoub and Jorge Peixinho and Thomas Salez and Andreas Carlson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.14557},
year = {2024}
}