液滴撞击振荡疏水基底的铺展动力学
流体动力学
2024-06-05 v1
摘要
液滴撞击振荡基底在自然和工业过程中都十分重要。认识到液滴输运与基底运动相互作用所产生的动力学的重要性,本工作对液滴撞击正弦振荡疏水基底的铺展进行了实验研究。我们特别关注液滴最大铺展随基底振荡各参数的变化关系。我们首先量化了液滴在不同撞击速度下达到的最大铺展直径随振动频率、振幅和撞击时相位的变化。我们强调铺展可能存在两个阶段。阶段 I 在所有撞击条件下均可观察到,受液滴惯性控制并受基底振荡影响。在某些条件下还可观察到阶段 II 铺展,其发生在阶段 I 的回缩过程中,由基底振荡提供的额外能量所致。随后,我们推导了标度分析,以预测阶段 I 和阶段 II 的最大铺展直径及达到该最大铺展的时间。此外,我们确定了阶段 II 铺展大于阶段 I 的必要条件。该结果将有助于在利用基底振荡控制液滴铺展从而控制液滴与基底间传热与传质的应用中优化参数。
引用
@article{arxiv.2306.10688,
title = {Spreading dynamics of droplets impacting on oscillating hydrophobic substrates},
author = {Aditya Potnis and Abhishek Saha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.10688},
year = {2024}
}