袋破裂中不稳定性和平均液滴尺寸的相互关系
摘要：滴液在受到气流的横流后会经历突然加速，从而迅速变形并最终分解成较小的碎片。本研究中，我们将滴液的破裂视为由加速引起的雷利-泰勒不稳定性所产生的袋膜和边界辐射，通过表征竞争关系的韦伯数$\text{We}$来进行分析，其中韦伯数代表破坏性空气动力作用和恢复性表面张力之间的关系。我们的分析揭示了在变形滴液的不同部分上发展的无量纲不稳定波长组合(${\lambda}_{\text{bag}}^2/{\lambda}_{\text{rim}}^4 {\lambda}_{\text{film}}$)具有先前被忽视的抛物线依赖性($\sim \text{We}^2$)。此外，我们进一步推导出边界辐射的平均无量纲滴液尺寸$\langle D_{\text{rim}} \rangle$和袋膜的平均无量纲滴液尺寸$\langle D_{\text{film}} \rangle$与We的相关性，发现边界辐射尺寸$\langle D_{\text{rim}} \rangle$呈线性递减($\sim \text{We}^{-1}$)，而袋膜尺寸$\langle D_{\text{film}} \rangle$呈二次递减($\sim \text{We}^{-2}$)。这项研究预计具有深远的影响，因为它通过涉及常见的环状边界和弯曲液膜的理论缩放参数，提供了有关不稳定和分解机制的独特见解。
作者：Varun Kulkarni, Nikhil Shirdade, Neil Rodrigues, Vishnu Radhakrishna, Paul E. Sojka
论文ID：2307.16241
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-01