带电下落液膜上的二维脉冲动力学与束缚态的形成
流体动力学
2023-06-13 v3
摘要
本文研究了带电液膜沿倾斜平面壁的流动，重点关注膜表面上的相干结构，即行波，特别是单驼峰孤立脉冲及其相互作用。首先使用在弱惯性存在下有效的长波模型分析流动结构，其次使用 Stokes 方程进行分析。对于钝角，重力起不稳定作用，即使没有电场也存在孤立脉冲。对于锐角，仅在电场强度超过某一临界值时才存在空间非均匀解；此外，孤立脉冲解仅在足够高的超临界电场强度下出现。电场增大了脉冲振幅，可在驼峰中产生回流区，并将脉冲尾部的远场衰减从指数衰减改变为代数衰减，从而对脉冲相互作用产生显著影响。弱相互作用理论预测非带电流动存在无限序列的束缚态解，而带电流动则存在有限个束缚态解。通过边界元计算，证实了 Stokes 方程下单驼峰脉冲解和双脉冲束缚态的存在。此外，研究表明电场可触发从绝对不稳定性到对流不稳定性的转变，从而使动力学规律化，这一点通过长波模型的时间依赖模拟得到了证实。
引用
@article{arxiv.1706.04014,
title = {Two-dimensional pulse dynamics and the formation of bound states on electrified falling films},
author = {M. G. Blyth and D. Tseluiko and T. -S. Lin and S. Kalliadasis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.04014},
year = {2023}
}