МАТЕМАТИКА. МЕХАНИКА. ФИЗИКА
Войти на сайт | Регистрация
УДК 532.612
Численное исследование вынужденных колебаний жидкой капли на вибрирующей подложке
Коренченко Анна Евгеньевна, доктор физико-математических наук, профессор, кафедра оптики и спектроскопии, Южно-Уральский государственный университет, korenchenko@physics.susu.ac.ru
Исаков Денис Сергеевич, заведующий лабораторией физических исследований, Южно-Уральский государственный университет,
Аннотация
Разработаны программы, позволяющие описать поведение свободной поверхности и контактной линии раздела лежащей капли. Изложены результаты численных исследований линейных вынужденных колебаний капли вязкой жидкости, лежащей на вибрирующей горизонтальной поверхности. Задача решена для случаев постоянного краевого угла и закрепленной трехфазной линии. Найдены резонансные частоты для трех первых основных мод колебаний в условиях осевой симметрии. Проведено сравнение результатов с найденными в литературе экспериментальными данными, хорошее согласие продемонстрировано.
Ключевые слова
поверхностное натяжение, межфазное натяжение, гидродинамика, лежащая капля, численное моделирование
Литература
1.Тарасевич, Ю.Ю. Механизмы и модели дегидратационной самоорганизации биологических жидкостей / Ю.Ю. Тарасевич // УФН. – 2004. – Т. 174, № 7. – С. 779–790.
2. Driving forces of the solute self-organization in an evaporating liquid microdroplet / L.V. Andreeva, A.V. Koshkin, P.V. Lebedev-Stepanov et al. // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2007. – Vol. 300, № 3 Spec. Iss. – P. 300–306.
3. Nikolopoulos, N.A. Normal impingement of a droplet onto a wall ?lm: a numerical investigation / N.A. Nikolopoulos, А. Theodorakakos, G. Bergeles // Int. J. Heat Fluid Fl. – 2005. – Vol. 26. – Issue 1. – P. 119–132.
4. Fedorchenko, A.I. Effect of capillary and viscous forces on spreading of a liquid drop impinging on a solid surface / A.I. Fedorchenko, An-Bang Wang, Yi-Hua Wang // Phys. Fluids. – 2005. – Vol. 17. – Issue 9. – P. 093104.
5. Water spring: A model for bouncing drops / K. Okumura, F. Chevy, D. Richard et al. // Europhys. Lett. – 2003. – Vol. 62, no. 2. – P. 237–243.
6. Wilkes, E.D. Forced oscillations of pendant (sessile) drops / E.D. Wilkes, O.A. Basaran // Phys. Fluids. – 1997. – Vol. 9. – Issue 6. – P. 1512–1528.
7. Wilkes, E.D. Hysteretic response of supported drops during forced oscillations / E.D. Wilkes, O.A. Basaran // J. Fluid Mech. – 1999. – Vol. 393. – P. 333–356.
8. Lyubimov, D.V. Behavior of a drop on an oscillating solid plate / D.V. Lyubimov, T.P. Lyubimova, S.V. Shklyaev // Phys. Fluids. – 2006. – Vol. 18. – Issue 1. – P. 012101.
9. Hocking, L.M. The damping of capillary-gravity waves at a rigid boundary / L.M. Hocking // J. Fluid Mech. – 1987. – Vol. 179. – P. 253–266.
10. Noblin, X. Vibrated sessile drops: transition between pinned and mobile contact line oscillations / X. Noblin, A. Buguin, F. Brochard-Wyart // Eur. Phys. J. E – 2004. – Vol. 14. – Issue 4. – P. 395–404.
11. Korenchenko, A.E. Oscillations of a sessile droplet in open air / A.E. Korenchenko, V.P. Beskachko // Phys. Fluids. – 2013. – Vol. 25. – Issue 11. – P. 112106.
12. Rayleigh, Lord On the capillary phenomenon of jets / Lord Rayleigh // Proceedings of the Royal Society of London. – 1879. – Vol. 29. – P. 71–79.
13. Коренченко, А.Е. Численное исследование свободных колебаний лежащей капли / А.Е. Коренченко, А.Ж. Илимбаева, В.П. Бескачко // Вестник ЮУрГУ. Серия «Математика. Механика. Физика». – 2011. – Вып. 4. – № 10(227). – С. 72–76.
Источник
Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Математика. Физика. Химия». - 2014. - Том 6, №4. – C.26-31.