Threshold condition for spray formation by Faraday instability

下降(电信) 无量纲量 物理 不稳定性 表面张力 波长 振幅 材料科学 机械 热力学 光学 计算机科学 电信
作者
Yikai Li,Akira Umemura
出处
期刊:Journal of Fluid Mechanics [Cambridge University Press]
卷期号:759: 73-103 被引量:35
标识
DOI:10.1017/jfm.2014.569
摘要

Abstract A vertically vibrating liquid layer produces liquid ligaments that disintegrate to form a spray with drops of a controllable size. Previous experimental investigations of ultrasonic atomisation have shown that when such a spray forms, there exists a predominant surface-wave mode from which drops are generated with a mean diameter that follows Lang’s equation. In this paper, we determined this predominant surface-wave mode physically and, by utilising the coupled level-set and volume-of-fluid method, we numerically studied the threshold condition for spray formation based on a cell model of the predominant surface wavelength that excludes the effects of the container walls. We defined a condition whereby the broken drop holds a zero area-averaged vertical velocity in the laboratory reference frame as the criterion for the formation of a spray. The results of our calculations indicated that the onset of a spray occurs in the subharmonic unstable region for a threshold dimensionless forcing strength ${\it\beta}_{c}=({\it\rho}_{l}{\it\Delta}_{0}^{3}{\it\Omega}^{2})/{\it\sigma}\sim O(1)$ , where ${\it\rho}_{l}$ and ${\it\sigma}$ denote the liquid density and surface tension coefficient, respectively, ${\it\Delta}_{0}$ is the forcing displacement amplitude and ${\it\Omega}$ is the forcing angular frequency. Spray formation due to the Faraday instability can be considered as a process whereby the liquid layer absorbs energy from the inertial force, and releases it by producing drops that leave the surface of the liquid layer. We demonstrated that for a deep liquid layer, the threshold condition for the formation of a spray is determined only by the forcing strength, and is independent of the initial conditions of the liquid surface.
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
jjh完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
曾珍发布了新的文献求助10
1秒前
123应助tonga采纳,获得10
3秒前
cauwindwill完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
6秒前
6秒前
云那边的山完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
永溺深海的猫完成签到,获得积分10
9秒前
SuYuo完成签到,获得积分20
9秒前
科研通AI6.4应助蒲勇兵采纳,获得10
10秒前
nqterysc完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
tachang完成签到,获得积分10
11秒前
FreenBecky完成签到,获得积分10
12秒前
巴拉巴拉完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
123应助tonga采纳,获得10
15秒前
合恩恒发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
mia完成签到,获得积分10
16秒前
yuan发布了新的文献求助30
17秒前
端庄的猕猴桃完成签到 ,获得积分10
18秒前
羊晨晨完成签到,获得积分10
18秒前
韩金发布了新的文献求助10
19秒前
机智的方盒完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
拜拜了您嘞完成签到,获得积分10
20秒前
kuxiao2333发布了新的文献求助10
22秒前
Fe_Al_Po完成签到,获得积分0
22秒前
22秒前
csy完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
24秒前
能干大树完成签到,获得积分10
24秒前
Orange应助陶醉的煎饼采纳,获得10
25秒前
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 500
Auslegungsgeschichte 500
Transdermal drug delivery systems market size report 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7641347
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9214372
关于积分的说明 19765839
捐赠科研通 7206859
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3276234
关于科研通互助平台的介绍 2437928
邀请新用户注册赠送积分活动 2273798