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固体球形穹顶上二元蒸发薄膜的不稳定性和对称性破坏。 (英语) Zbl 1461.76053号

小结:我们研究了球形玻璃穹顶上薄流体膜的轴对称和非轴对称流动。通过使浸没的圆顶通过由挥发性低表面张力物质(1 cSt,溶剂)和具有较高表面张力的非挥发性物质(5 cSt,初始溶质体积分数\(\ phi_0)\)组成的硅油混合物而形成薄膜。1 cSt硅油的蒸发形成浓度梯度,从而形成表面张力梯度,驱动Marangoni流,从而形成最初的轴对称丘。实验上,当\(\phi_0\leqsland 0.3\%\)时,土丘长时间轴对称生长[第二作者等人,“弯曲基底上薄膜的蒸发驱动溶毛细流”,《流体物理评论》第4期,第3期,1–22(2019;doi:10.1103/PhysRevFluids.4.034002)],而当\(\phi0\geqsleat 0.35\%)时,土丘以首选方向排放,从而打破对称性。利用润滑理论和数值解,我们证明,在适当的条件下,外部扰动会导致马朗戈尼流和毛细管流之间的不平衡,从而导致对称性破坏。在实验和模拟中,我们观察到:(i)明显的、放大程度最高的扰动具有统一的方位波数,(ii)增强的Marangoni驱动力(较大)导致不稳定性更早开始。线性稳定性分析表明,毛细作用和扩散使系统趋于稳定,而马朗戈尼驱动力则有助于扰动的增长。

MSC公司:

76A20型 流体薄膜
76D08型 润滑理论

关键词:

薄膜润滑理论

软件:

PETSc公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

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