具有可移动接触线的平表面上 sessile 液滴的自然振荡
流体动力学
2020-12-24 v1
摘要
sessile 液滴的振荡对许多应用十分重要。本研究通过数值与理论分析，研究了平表面上具有自由接触线（FCL）的 sessile 液滴的自然振荡。FCL 条件代表了接触线迁移率的一个极限，即接触线移动时接触角保持不变。在数值模拟中，界面由流体体积法捕捉，边界处的接触角采用高度函数法给定。具有 FCL 的 sessile 液滴的振荡频率主要由接触角和邦德数控制，并进行了参数研究以刻画它们对一阶和高阶模态频率的影响。由于一阶模态通常为主导模态，故对其频率给予了特别关注。建立了一阶模态的无粘理论模型。该模型给出了一阶模态频率作为接触角和邦德数函数的显式表达式，其中所有涉及参数均由平衡液滴理论和模拟完全确定。所预测的频率在很宽接触角范围内与小邦德数的模拟结果吻合极好。一阶和高阶模态的频率均随接触角增大而减小，随邦德数增大而增大。对于高阶模态，不同模态的频率通常按瑞利频率缩放。该缩放关系在小邦德数和大接触角时表现更好。提出了一个简单模型用于预测大接触角下高阶模态的频率，并观察到与模拟结果良好一致。
引用
@article{arxiv.2012.12734,
title = {Natural oscillations of a sessile drop on flat surfaces with mobile contact lines},
author = {Jordan Sakakeeny and Yue Ling},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.12734},
year = {2020}
}