电场中超声悬浮液滴的动力学

超声波和静电悬浮技术允许对直径在0.1至0.4 cm之间的自由液滴的非线性振荡动力学进行实验研究。测量了空气中弱导电液体在有和无表面电荷的变化幅度电场中大振幅形状振荡的前三个简正模式的共振频率。这些非球形悬浮液滴的振荡是通过调制超声场或使用时变电场来驱动的，并记录了振荡状态的自由衰减。在没有电场的情况下，为了增加扁圆变形，测量了驱动基本四极模式的共振频率的降低。同样，随着直流电场强度的增加，也发现该频率降低。自由衰减以及超声波和电驱动的非带电液滴的共振模式频率的振幅依赖性中存在软非线性。液滴上的自由表面电荷加剧了共振频率的降低。在时变电场中观察到液滴的次谐波共振激励，并且在驱动到大振幅的共振模式中存在滞后现象。研究发现，从低阶共振到高阶模式的模式耦合非常弱，即使是振幅较大的形状振荡。大多数结果与最近分析和数值研究的预测基本一致。