重力-毛细波上表面活性剂分布的时空测量
流体动力学
2023-07-19 v1
摘要
吸附在流体表面的物质——例如原油、生物源油膜或工业/医用表面活性剂——会响应表面波而运动。由于难以对分子单层的空间分布进行非侵入式测量，人们对耦合表面波与演化密度场的动力学知之甚少。在此，我们报告了在浅圆柱形容器中由重力-毛细波驱动的不可溶表面活性剂密度场的时空动力学测量。驻立的 Faraday 波与由弯月面产生的行波叠加，形成了一个非平凡的表面活性剂密度场。我们利用莫尔条纹成像测量表面高度场，并通过带有 NBD 标记的磷脂酰胆碱（一种脂质）的荧光测量表面活性剂的密度场。通过对频闪采集的密度场图像进行相位平均，我们确定表面活性剂积聚在行进弯月面波的波前以及驻立 Faraday 波的波谷处。我们使用由 Bessel 函数叠加构成的拟设来拟合这两个场的时空变化，并报告了与弯月面波和 Faraday 波相关的波数和能量阻尼因子的测量结果，以及它们之间的空间与时间相位差。虽然这些测量结果对于两种类型的波和两个场在很大程度上是一致的，但值得注意的是，弯月面波中高度和表面活性剂的阻尼因子并不一致，这表明存在纵波。
引用
@article{arxiv.1502.03467,
title = {Spatiotemporal measurement of surfactant distribution on gravity-capillary waves},
author = {Stephen L Strickland and Michael Shearer and Karen E Daniels},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.03467},
year = {2023}
}