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竖直振动无黏液滴的法拉第不稳定性分析
文献摘要：
由于外部周期性的振动而在液滴表面产生的Faraday不稳定效应广泛存在于超声雾化、喷涂加工等应用中,对Faraday不稳定性进行分析对研究振动液滴的表面动力学有着重要意义.本文将Faraday不稳定性问题从径向振动拓展到竖直振动,研究了竖直振动无黏液滴表面波的不稳定性.竖直方向的振动使得液滴动量方程为含有空间相关项和时间周期系数的Mathieu方程.采用Floquet理论进行求解,得到了竖直振动液滴表面波线性增长率与模态数以及流动参数之间的色散关系.通过求解一个关于表面变形模态的特征值问题,得到了竖直振动无黏液滴在Faraday不稳定性下的中性稳定边界,并比较了竖直振动与径向振动的液滴中性稳定边界的差异.通过大模态数假设下的近似计算,得到了仰角θ对中性不稳定边界的影响规律.结果表明竖直振动的液滴与径向振动相比,Faraday不稳定区域更小,激发的模态范围更窄,并且不会出现亚简谐的不稳定波.另外,对于竖直振动的液滴,仰角θ越大的位置,中性不稳定区域越小,在受到外部激励时液滴表面越容易保持稳定.
文献关键词：
Faraday不稳定性;Floquet理论;竖直振动;线性分析
中图分类号：
作者姓名：
刘德华;黎一锴
作者机构：
北京理工大学机械与车辆学院, 北京 100081
文献出处：
引用格式：
[1]刘德华;黎一锴-.竖直振动无黏液滴的法拉第不稳定性分析)[J].力学学报,2022(02):369-378
A类：
竖直振动
B类：
黏液,液滴,法拉第,稳定性分析,Faraday,稳定效应,超声雾化,喷涂,径向振动,表面波,动量方程,有空,空间相关,时间周期,Mathieu,Floquet,线性增长,色散关系,特征值问题,设下,近似计算,仰角,对中性,不稳定边界,不稳定区,简谐,不稳定波,外部激励,线性分析
AB值：
0.258852
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