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我院夏溪副教授在《美國科學院院報》上發表論文,揭示液滴融合的奧秘
發布時間:2019-11-12

近日,机械与动力工程学院夏溪副教授与香港理工大学张鹏副教授合作,在《美国科学院院报》(Proceedings of National Academy of Sciences)上发表论文,揭示液滴融合过程中“液桥”不同增长规律的奥秘,提出了一个“液桥”增长的统一理论,有效兼容并整合了前人发现的粘性和惯性区间的规律。夏溪为论文第一作者。

 

 

文章提出的“液橋”增長的統一理論,其核心是將流體力學N-S方程簡化至一個常微分方程,在建模過程中創新地采用了積分公式和漸進分析等一系列數學方法,並且結合流動自相似性和界面渦流等物理認識,所得最終解的形式簡單優美。

 

液滴融合在自然界和工業應用中常常起到至關重要的作用,例如雨雲的形成以及火箭中燃料的噴霧混合等。如今,科學家們借助高速相機已經能夠清晰捕捉液滴融合中轉瞬即逝的“液橋”增長過程。研究發現,“液橋”的增長分爲兩個不同的區間,在每個區間滿足不同的增長規律。當液滴較小或者粘性較大的時候,“液橋”隨時間線性增長;當液滴較大或者液體粘性較小(慣性較大)時,“液橋”隨時間的平方根線性增長。夏溪的研究爲這兩個階段的規律提供了統一的理論解釋。

 

論文鏈接:https://doi.org/10.1073/pnas.1910711116

供稿:内燃机研究所     
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