密封与否：液面上物体撞击中表面密封的动力学与控制
流体动力学
2020-10-07 v1
摘要
当物体撞击液体自由表面时，会向上喷射水花帘并在自由表面下方形成空腔。随着物体没入液体，空腔在静水压力作用下最终闭合（深密封）。相反，表面帘可能向外飞溅或形成穹顶并闭合，产生表面密封。本文通过实验研究水花帘动力学如何受空腔压差、重力和表面张力共同作用的支配，以及它们如何控制表面密封的发生与否。基于实验观测与测量，我们建立了一个解析模型来描述水花帘的轨迹与动力学。该模型使我们揭示了无量纲表面密封时间的标度关系，并发现存在一个预测表面密封发生的临界无量纲数。该标度表明，支配表面密封发生的最显著参数是涌入空腔的气流速度。这与当前认为撞击速度为决定性参数的理解相反。
引用
@article{arxiv.1912.05785,
title = {To Seal or Not To Seal},
author = {Javad Eshraghi and Sunghwan Jung and Pavlos P. Vlachos},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.05785},
year = {2020}
}