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粘性液滴在气流中的破裂 regimes 过渡

流体动力学 2025-04-22 v1

摘要

液滴破裂在许多自然与工业过程中发挥着重要作用,但当前对破裂阶段的分类(尤其是中间破裂阶段)仍含糊不清。在本研究中,我们使用高速成像技术从侧面视角和 45 度视角考察了粘性液滴的破裂过渡。基于液滴中部形貌变化,将破裂分为无破裂、袋状破裂、袋-草坪、低阶多模态、高阶多模态和剪切剥离六类破裂。详细讨论了不同破裂阶段中液滴的形貌及其过渡。液滴的粘性在气流初始平坦化过程中耗散动能,影响平坦化后拉奈亚-塔尔顿不稳定波的发展。通过考虑液滴粘性对液滴变形和拉奈亚-塔尔顿不稳定的分析,我们获得了不同破裂阶段的过渡条件,并绘制了滞留图。进一步考虑液滴与气流之间的相对速度损失,确定了低阶多模态阶段中双袋破裂范围以及袋-草坪阶段中液滴回缩范围。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.14149,
  title  = {Transitions of breakup regimes for viscous droplets in airflow},
  author = {Zhikun Xu and Tianyou Wang and Zhizhao Che},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.14149},
  year   = {2025}
}

备注

17 pages, 13 figures