带表面张力的液体帘的悖论性预测
流体动力学
2021-09-27 v2
摘要
本文研究以与水平面成角度喷出、受重力与表面张力影响的二维液体帘。该流动在主导阶上无剪切且粘性可忽略。Froude数很大，故帘的曲率半径超过其厚度。Weber数接近1，故惯性力与表面张力几乎完全平衡。在此假设下导出渐近方程并探讨其定常解。结果表明，对给定的喷出速度/角度对，存在无穷多解，每个解代表一个其上叠加定常毛细波的定常帘。这些解描述了丰富的行为：除向下成拱外，帘可锯齿状向下、自相交，甚至上升至液体初始动能耗尽为止。最后一类解对应于向上与向下弯曲帘之间的分界线——两种情形均自相交（此类解仅在首次相交前有意义，此后液体即溅落）。最后，就如何通过实验验证向上弯曲帘的存在提出建议。
引用
@article{arxiv.2011.01828,
title = {Paradoxical predictions of liquid curtains with surface tension},
author = {E. S. Benilov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.01828},
year = {2021}
}