水体中由溶质源诱导的溶质毛细 Marangoni 流
流体动力学
2021-08-04 v1
摘要
本文的目的是通过实验与解析方法研究水体表面存在溶质源时所诱导的溶质毛细流，以及该流动将表面及近表面溶解的溶质和气体混入水体中所引起的混合。根据解析解，所诱导的流动在某种意义上类似于偶极子流：在顶点位于源点的锥形区域内，流动指向源点，而在锥形区域之外，流动远离源点。对于负源，半锥角随源强和 Schmidt 数增大而从约 60 度增加，达到大于 80 度的值。当锥角较大时，外流被限制在薄的环形边界层区域内。这些解析结果与我们通过 PIV（粒子图像测速）和 PLIF（平面激光诱导荧光）技术获得的实验数据一致。由于表面溶质梯度产生了驱动流动的力，当溶质扩散系数减小时，流动变得更强且持续更久，因为溶质梯度在更长的时间和距离上得以维持。在实验中，当溶质诱导的表面张力梯度（驱动流动）与表面上因温度梯度而存在的表面张力梯度相当时，流动方向转入水体内部且表面流停止。
引用
@article{arxiv.2006.08127,
title = {"Solutocapillary Marangoni flow induced in waterbody by solute source"},
author = {I. Benouaguef and N. Musunuri and E. Amah and D. Blackmore and I. S. Fischer and P. Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.08127},
year = {2021}
}