旋转圆盘上的薄膜流动：实验与直接数值模拟

通过实验和直接数值模拟相结合，研究了旋转圆盘上薄膜流动的动力学。我们考虑了从无波到三维(3D)波的广泛界面流态，以及先前未探索的具有实际意义的惯性主导条件。这些流态之间的转变基于两个控制参数（对应于修正的逆韦伯数($\lambda$)和埃克曼数($r_{disc}$））在相图中进行分类。我们的发现表明，由科里奥利效应产生的沿旋转方向展开的静止二维(2D)螺旋波，随着波前上出现小扰动而转变为3D波。这些非静止结构在2D-3D过渡区域中不对称增长，并从母螺旋波分离形成小波或所谓的$\Lambda$孤子。我们表明，在此波形成过程期间和之后，主波峰内存在旋转圆盘布置特有的流动环流。此外，当与薄膜内壁应变率和拓扑结构的观察相结合时，这些发现阐明了旋转圆盘流动中观察到的表观波致界面湍流效应的潜在机制。