Water entry of small hydrophobic spheres

无量纲量 飞溅 机械 球体 物理 曲率 经典力学 热力学 几何学 数学 天文
作者
Jeffrey M. Aristoff,John W. M. Bush
出处
期刊:Journal of Fluid Mechanics [Cambridge University Press]
卷期号:619: 45-78 被引量:379
标识
DOI:10.1017/s0022112008004382
摘要

We present the results of a combined experimental and theoretical investigation of the normal impact of hydrophobic spheres on a water surface. Particular attention is given to characterizing the shape of the resulting air cavity in the low Bond number limit, where cavity collapse is driven principally by surface tension rather than gravity. A parameter study reveals the dependence of the cavity structure on the governing dimensionless groups. A theoretical description based on the solution to the Rayleigh–Besant problem is developed to describe the evolution of the cavity shape and yields an analytical solution for the pinch-off time in the zero Bond number limit. The sphere's depth at cavity pinch-off is also computed in the low Weber number, quasi-static limit. Theoretical predictions compare favourably with our experimental observations in the low Bond number regime, and also yield new insight into the high Bond number regime considered by previous investigators. Discrepancies are rationalized in terms of the assumed form of the velocity field and neglect of the longitudinal component of curvature, which together preclude an accurate description of the cavity for depths less than the capillary length. Finally, we present a theoretical model for the evolution of the splash curtain formed at high Weber number and couple it with the underlying cavity dynamics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
mumu发布了新的文献求助10
刚刚
研友_VZG7GZ的应助被YY采纳,获得10
2秒前
睡个懒觉完成签到,获得积分10
2秒前
万能图书馆的应助被喜悦灯泡采纳,获得10
3秒前
4秒前
5秒前
今后的应助被bb潜水艇采纳,获得10
5秒前
共享精神的应助被可爱巨人采纳,获得10
6秒前
科目三的应助被今天开心吗采纳,获得10
7秒前
如今99发布了新的文献求助10
8秒前
星辰大海的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
NexusExplorer的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
思源的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
Nole的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
香蕉觅云的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
CipherSage的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
隐形曼青的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
FashionBoy的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
Akim的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
k8发布了新的文献求助10
10秒前
Nole的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
彭于晏的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
CipherSage的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
Nole的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
无极微光的应助被科研通管家采纳,获得20
11秒前
Owen的应助被科研通管家采纳,获得10
11秒前
传奇3的应助被科研通管家采纳,获得10
11秒前
大模型的应助被科研通管家采纳,获得10
11秒前
小二郎的应助被科研通管家采纳,获得10
11秒前
Nole的应助被科研通管家采纳,获得10
11秒前
科研通AI2S的应助被科研通管家采纳,获得10
11秒前
12秒前
Enigma_GEB的应助被三点遇见柴采纳,获得20
14秒前
zzzzz完成签到,获得积分10
14秒前
YY发布了新的文献求助10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
CLSI C56QG Examples of Hemolyzed, Icteric, and Lipemic/Turbid Samples Quick Guide 400
Encyclopedia of Geology 2nd Edition 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7805185
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9338857
关于积分的说明 20493370
捐赠科研通 7397276
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3327737
关于科研通互助平台的介绍 2474589
邀请新用户注册赠送积分活动 2345879