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题名受径向振荡激励的黏弹性液滴稳定性分析
被引量：2
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作者
姚慕伟
富庆飞
杨立军
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机构
中国航发湖南动力机械研究所
北京航空航天大学宇航学院
北京航空航天大学宁波创新研究院先进飞行器与空天动力创新研究中心
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期2468-2476,共9页
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基金
国家自然科学基金项目资助(11922201).
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文摘
当液滴受到外部周期性的径向激励时,在其表面会形成驻波模式的不稳定,这就是在球面上的Faraday不稳定问题.不稳定的表面波的振荡频率根据流体物性参数和所施加激励条件的不同呈现为谐波或是亚谐波模式的振荡.本文基于线性小扰动理论,研究了受径向振荡体积力的黏弹性液滴表面波的不稳定性.振荡的体积力导致动量方程为含有时间周期系数的Mathieu方程,系统因此变成参数不稳定问题,采用Floquet理论进行求解.本模型中将黏弹性的特征处理为与流变模型参数相关的等效黏度,从而简化了问题的求解.基于对中性稳定曲线及增长率的分析,研究了黏弹性参数对液滴稳定性的影响.结果表明零剪切黏度和应变驰豫时间的增加具有抑制液滴表面波增长的作用,提高了使液滴表面发生谐波不稳定的激励幅值.随着振荡幅值的增加,增长率不稳定的区域减少,且随着振荡频率的增加,液滴表面波增长率减小.通过对增长率的分析可以得出,应力松弛时间的增加使得增长率增加,从而促进了液滴表面波的增长.
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关键词
线性稳定性
黏弹性液滴
径向振荡
参数不稳定
FLOQUET
理论
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Keywords
linear stability
viscoelastic droplets
radial oscillations
parametric instability
Floquet theory
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分类号
O351
[理学—流体力学]
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