液滴形状在撞击与飞溅中的作用

液滴撞击固体基底并产生飞溅的现象在许多重要领域中普遍存在。然而，以往的研究主要集中在球形液滴上，而非球形情况，如雨滴、带电液滴、振荡液滴以及受电磁场影响的液滴，在很大程度上仍未得到探索。我们利用铁磁流体实现了各种液滴形状，并阐明了形状在撞击和飞溅中的基本作用。实验表明，不同的液滴形状在铺展动力学、飞溅起始和飞溅量上会产生巨大差异。然而，在这些差异背后，我们发现了跨不同液滴形状的普遍机制：撞击动力学由超椭圆模型控制，飞溅起始由开尔文-亥姆霍兹不稳定性触发，而飞溅量则由液体脱离前的能量耗散决定。我们的研究将液滴撞击研究推广到球形几何之外，并揭示了利用液滴形状控制撞击和飞溅的潜力。