液滴撞击液膜的穿越模式及运动特性

• 作者: 刘圣华 杨亚晶 梅晨曦 章旭东 魏衍举
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 液滴 液膜 撞击 穿越模式 射泡
• 年，卷（期）: 2019,（15）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:结构、力学和热学性质
• 页码范围: 94-100
• 页数: 7页
• 字数: 3108字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.68.20190604

摘要

液滴撞击液膜是自然界中广泛存在的一种有趣的物理现象,如雨滴撞击水坑中的雨泡,啤酒穿过而不破坏杯中泡沫等,科学家对此现象进行了一些研究,但对其相互作用机理仍然认识不足.本文利用高速摄像机记录液滴撞击肥皂膜的瞬态过程,研究了不同韦伯数(We∈(10.8,350))下液滴与液膜的相互作用过程、穿越模式及运动特性.研究结果表明,随着We的增加,液滴从反弹过渡到穿越(临界We=10.8),穿越后,根据液膜与液滴的作用形式,又可细分为无袋型包裹、射泡、有袋型包裹和融合等四种不同穿越模式.穿越后的液滴可形成"液滴-气垫-液膜"型复合液滴(We∈(120,240))和表皮为微米厚溶液层的单相液滴(We∈(240,350)).根据气垫层厚度不同,无袋型复合型液滴的表观表面张力为最外层液膜之表面张力,而有袋型复合液滴则为3个气液界面的表面张力之和.复合型液滴外层包膜可能破裂、剥落并产生射泡现象,该现象发生在一定的We数区间内(We∈(60,120)),且该区间随着液滴直径的增加而增大.We数越大,液滴穿越液膜过程中的速度损失越小,液滴位移曲线越靠近理论曲线.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘圣华	西安交通大学能源与动力工程学院	81	939	17.0	24.0
2	魏衍举	西安交通大学能源与动力工程学院	18	129	7.0	11.0
3	杨亚晶	西安交通大学航天学院机械结构强度与振动国家重点实验室	13	46	4.0	6.0
4	章旭东	西安交通大学能源与动力工程学院	2	1	1.0	1.0
5	梅晨曦	西安交通大学能源与动力工程学院	1	1	1.0	1.0