流体可变形表面的旋转平衡状态的稳定性
摘要：旋转流体可变形表面的平衡状态——力学平衡，由离心力和弯曲力之间的力平衡所表征。这些状态涉及表面杀死矢量场，并且与表面黏度无关。基于基于不可压缩表面纳维-斯托克斯方程的连续描述，加上弯曲力和保守的封闭体积，我们通过数值模拟证明这些旋转平衡态是可以达到的，但这些状态也并不稳定。任何形状或旋转流场的扰动都会导致耗散并破坏旋转平衡态。在破坏对称性后，演化会达到其他旋转态，其能量较低，轴对称和旋转轴不对齐。这样的流场可以由三维杀死矢量场来表征。然而，这些状态也是不稳定的。基于这些数值结果，我们假设了一种扰动-力平衡重构-耗散的级联机制，其中包含各种旋转平衡态作为短暂的构型，但最终导致Helfrich能量的经典平衡形状。
作者：Michael Nestler, Axel Voigt
论文ID：2307.09637
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-07-20