中性润湿平板上液膜的惯性收缩

摘要：

液滴撞击平板的动力学机理研究具有重要的理论与工程价值,对该过程中液滴的形貌变化及主要影响因素的研究是科学技术界关注的重点之一.液滴在高速撞击平板达到最大铺展半径以后发生毛细-惯性收缩,收缩速率满足类Taylor-Culick公式.结合实验与有限元方法,对平板上铺展液滴的收缩过程进行了研究.结果表明,在中性润湿(接触角约为90°)平板上液滴/液膜的收缩在经历上述收缩过程以后,会有一个慢匀速收缩过程,速度约为第一阶段收缩速度的1/10.对后一阶段的撞击参数影响测试显示,该收缩过程主要与液体密度、液膜初始形状有关;而与液体黏性、壁面润湿条件等无关——其仍然是一种毛细-惯性机制主导的液面演化行为,类似于液体射流的Rayleigh-Plateau失稳.尽管黏性效应对于液滴撞击的铺展行为有明显影响,但上述结论在10倍黏性的液体测试中仍然成立.本研究可以为液滴反弹机理研究和相关工艺控制提供参考.

关键词：液滴、收缩、毛细-惯性、润湿性

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分类号：O359(流体力学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;基础前沿项目;陕西省自然科学基础研究计划项目;河南省水下智能装备重点实验室开放基金

在线出版日期：2022-07-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1516-1522