Механизмы формирования вихревых структур на границе раздела жидкость-газ в присутствии адсорбционного слоя

Анастасия Ивановна Шмырова (Anastasia I. Shmyrova), Андрей Викторович Шмыров (Andrej V. Shmyrov)

Аннотация


В работе представлены результаты экспериментального исследования по формированию неустойчивости однородного (вдоль поперечной потоку координате) течения, генерируемого точечным нагревом поверхности и локальным воздействием паров ацетона. Показано, что формирование вихрей на поверхности вызвано взаимодействием течения с адсорбированной на плоской межфазной границе раздела плёнкой поверхностно-активного вещества. Доказано, что малое значение поверхностной сдвиговой вязкости пленки является одними из определяющих условий для формирования вихрей. Показана возможность использования безразмерного параметра упругости для описания поведения системы в 3D геометрии. Предложен возможный механизм зарождения вихрей. Представлены результаты визуализации поверхностного течения при обтекании однородным потоком твердой сферы.


Ключевые слова


устойчивость течения; поверхностно-активное вещество; поверхностное натяжение; обтекание объектов ламинарным потоком

Полный текст:

PDF

Литература


Bickel T. et.al. Hydrodynamic response of a sur-factant-laden interface to a radial flow. Phys. Rev. Fluids, 2019, vоl. 4, 124002. DOI: 10.1103/PhysRevFluids.4.124002.

Carpenter B., Homsy G. M. The effect of surface contamination on thermocapillary flow in a two-dimensional slot. Part 2. Partially contaminated in-terfaces J. Fluid Mech., 1986, vol. 155, pp. 429–439. DOI: 10.1017/S0022112085001884

Manikantan H., Squires T. M. Surfactant dynamics: hidden variables controlling fluid flows. J. Fluid Mech., 2020, vol. 892, P1. DOI: https://doi.org/10.1017/jfm.2020.170

Mizev A., Shmyrova A. Effect of an insoluble surfactant film on the stability of the concentration-driven Marangoni flow. J. Fluid Dyn., 2014, vol. 49, no. 1, pp. 26–36. DOI: 10.1134/S0015462814010050.

Roché M., et.al. Marangoni flow of soluble amphiphiles. Phys. Rev. Lett., 2014, vol. 112, 208302. DOI: 10.1103/PhysRevLett.112.208302

Shmyrova A., Shmyrov A. Instability of a homogeneous flow from a lumped source in the presence of special boundary conditions on a free sur-face. EPJ Web of Conferences, 2019, vol. 213, 02074. DOI: 10.1051/epjconf/201921302074.

Shmyrov A. V., Mizev A. I., Demin V. A., Petukhov M. I., Bratsun D. A. Phase transitions on partially contaminated surface under the influence of thermocapillary flow. J. Fluid Mech., 2019, vol. 877, pp. 495–533. DOI: 10.1017/jfm.2019.613

Abramzon A. A. Surfactants: Properties and application. Leningrad: Chemistry, 1981. 304 p. (in Russian).

Vorobyova L. B. Electrical conductivity of drinking water samples of different purity levels. Materials of the VIII International scientific Congress and exhibition “Interexpo geo-Siberia”, 2012, iss. 5, vol. 1, pp. 57–61 (in Russian).




DOI: http://dx.doi.org/10.17072/1994-3598-2020-3-31-38

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.


ISSN: 1994-3598

Адрес издателя и учредителя: ПГНИУ, ул. Букирева, д. 15, г. Пермь, 614990

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охраны культурного наследия. Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС77-66788 от 08 августа 2016 г.

Журнал включен в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук (специальности: 01.02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы; 01.04.07 - Физика конденсированного состояния).

Научное издание

© ФГБОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2019

Лицензия Creative Commons Материалы журнала публикуются по лицензии Creative Commons - Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).