回缩液丝的形状
流体动力学
2019-11-05 v1
摘要
我们通过解析方法研究牛顿半无限液丝的毛细回缩。基于三维轴对称Navier-Stokes方程，利用一维自由表面细长圆柱流动模型，推导了液丝轮廓的长时间渐近态展开。该分析在回缩区域识别出三个不同的长度与时间尺度区域：稳态液丝段、增长的球形液滴以及中间匹配区。我们表明液丝表面自然会产生沿其传播的毛细波以及液滴后方的细颈。我们解析证明，在无黏极限下毛细波的波长约为液丝半径的3.63倍。此外，从Ohnesorge数角度分析了波的渐近波长、衰减长度以及最小细颈尺寸。最后，我们将所得结果与文献中的先前结果及Basilisk中的数值模拟进行比较，获得了良好的一致性。该分析提供了回缩过程的完整图景，超越了Taylor与Culick所发现的回缩速度这一经典结果。
引用
@article{arxiv.1907.09614,
title = {Shape of a recoiling liquid filament},
author = {Francesco Paolo Contò and Juan F. Marín and Arnaud Antkowiak and J. Rafael Castrejón Pita and Leonardo Gordillo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.09614},
year = {2019}
}
备注
12 pages, 5 figures