自由下落液滴中的奇点喷射

我们报告了在纳秒激光脉冲冲击后，自由下落的液态 tin 滴形成的奇点喷射。冲击后，直径为 $D_0=50$ 或 $70\,\mu$m 的滴液经历快速的径向膨胀和随后的收缩，导致形成轴对称喷射。通过实验与数值模拟，我们揭示了径向流动与收缩滴液曲率之间的精细相互作用决定了喷射的形成。结果动力学由冲击韦伯数 $\We$（实验中 $2 \lesssim \We \lesssim 16$）以及压力宽度 $W$（通常 $1 \lesssim \W \lesssim 2$）描述，后者描述了瞬时激光产生等离子体施加的冲击力在滴液表面角分布。对于 $\We<10$ 的情况，滴液在收缩过程中呈现明显的向前曲率，导致形成空腔。该空腔的坍缩导致奇点喷射显著放大喷射速度，使其达到冲击驱动速度的十倍，这一效应在 $\We\sim6-8$ 附近呈现峰值，类似于滴液-固体冲击中的奇点喷射。我们进一步确定了喷射速度放大对压力宽度 $W$ 的敏感性，并在相位图中捕捉了各种变形形态与喷射速度之间的关系。