流体流动中的切纸(Kirigami)薄片
流体动力学
2023-11-17 v1
摘要
切纸(Kirigami)图案材料近年来发现了若干应用,因其能在外力作用下呈现复杂形状并展现涌现的物理性质。这类图案由薄材料上的一组切口构成,制作可相当简单。本文表明,当将其置于流体流动中时,具有不同图案的切纸薄片会在尾流中产生多种多样的流动模式。通过多组实验,我们表明置于流中的切纸薄片可发生静态或动态的流动诱导失稳,从而发生屈曲或极限环振荡,或者可在经历极大伸长时保持稳态。这些结构响应在尾流中产生若干不同类型的流体模式。我们表明,在切纸薄片尾流中会形成小尺度(与单个切纸切口尺寸相当)和大尺度(与薄片尺寸相当)的涡旋。我们还表明,可利用切纸薄片被动地形成并导向不同尺寸的射流。这些结果显示了切纸薄片在被动流动控制方面的潜力。
引用
@article{arxiv.2311.09381,
title = {Kirigami Sheets in Fluid Flow},
author = {Adrian G. Carleton and Yahya Modarres-Sadeghi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.09381},
year = {2023}
}
备注
21 pages and 5 figures