项目名称: 液滴热毛细迁移的准定态假设适用性与稳定性研究

项目编号: No.11472284

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 武作兵

作者单位: 中国科学院力学研究所

项目金额: 82万元

中文摘要: 自从在研究小Marangoni(Ma)数气泡热毛细迁移时提出准定态假设以来,定态迁移已被广泛地应用于气泡、液滴热毛细迁移的研究中,然而在任意Reynolds(Re)和Ma数下它的适用性却未被言及,这可能是导致现有的大Ma数下液滴热毛细迁移的定态理论分析和数值模拟与空间实验测量结果存在定性差别的根本原因。本项目通过采用理论分析和数值模拟方法研究随体坐标系下液滴热毛细迁移微分形式的动量和能量方程及边界条件随着Re和Ma的变化是否存在定态解,即定态解能否满足整体积分形式的动量和能量平衡,阐明准定态假设适用与否的物理机制。对于准定态假设不适用的Re和Ma数范围,通过改变液滴内或外的力场和温度场使得定态解满足整体动量和能量平衡并求出定态解。对于特定的(小和大)Re和Ma数确定定态液滴热毛细迁移的稳定性,给出稳定性判据,并分析微扰解能否改变整体动量和能量平衡,揭示定态解稳定性与准定态假设适用性的关系。

中文关键词: 微重力流体物理;液滴;热毛细;准定态假设;稳定性

英文摘要: Quasi-steady state assumption has been widely applied in the studies on thermocapillary migration of bubbles and drops, since it was proposed in thermocapillary bubble migration at small Marangoni(Ma) numbers. However, its applicability at any Reynolds(Re) and Ma numbers has not been mentioned up to now. This defect may be the key point of the qualitative difference among the results of the steady theoretical analysis, numerical simulation and space experimental investigation at large Ma numbers. This project focuses on whether the steady solutions exist in the differential momentum and energy equations with boundary condisions for the thermocapillary droplet migration in the moving-body coordinate system as the changes of Re and Ma numbers, i.e., whether the solutions can satisfy the global integral momentum and energy conversation with boundary conditions. The physical mechanism for the applicable or not of quasi-steady state assumption will be determined. For the Re and Ma numbers, where the quasi-steady state assumption is not applicable, the force and temperature fileds inside/outside the droplet will be changed, so that the steady solutions can satisfy the global integral momentum and energy conversation with boundary conditions. The steady solutions are then determined. For the special (small and large) Re and Ma numbers, stability of steady thermocapillary droplet migration will be analyzed to show the thersholds of stabilty. It will be provided whether the perturbation solutions can change the global integral momentum and energy conversation with boundary conditions. The relation of the stibility of the steady solutions to the applicability of quasi-steady state assumtption will be determined.

英文关键词: Microgravity fluid physics;Droplet;Thermocapillary;Quasi-steady state assumption;Stability

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

【AAAI2022】一种基于状态扰动的鲁棒强化学习算法
专知会员服务
33+阅读 · 2022年1月31日
【博士论文】分形计算系统
专知会员服务
33+阅读 · 2021年12月9日
【经典书】线性代数与应用,698页pdf
专知会员服务
88+阅读 · 2021年9月27日
逆优化: 理论与应用
专知会员服务
36+阅读 · 2021年9月13日
专知会员服务
32+阅读 · 2021年7月1日
【干货书】从初等问题看数学的本质,400页pdf
专知会员服务
56+阅读 · 2021年5月28日
专知会员服务
44+阅读 · 2021年5月24日
专知会员服务
144+阅读 · 2021年2月3日
最新《非凸优化理论》进展书册,79页pdf
专知会员服务
108+阅读 · 2020年12月18日
【哈佛经典书】概率论与随机过程及其应用,382页pdf
专知会员服务
61+阅读 · 2020年11月14日
积分梯度:一种归因分析方法
极市平台
1+阅读 · 2022年3月17日
训练1000层的Transformer究竟有什么困难?
PaperWeekly
0+阅读 · 2022年3月13日
复数神经网络及其 PyTorch 实现
极市平台
5+阅读 · 2022年1月17日
机器学习领域必知必会的12种概率分布(附Python代码实现)
算法与数学之美
21+阅读 · 2019年10月18日
R语言时间序列分析
R语言中文社区
12+阅读 · 2018年11月19日
机器学习之确定最佳聚类数目的10种方法
炼数成金订阅号
13+阅读 · 2017年10月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Building Odia Shallow Parser
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Arxiv
1+阅读 · 2022年4月19日
dynnode2vec: Scalable Dynamic Network Embedding
Arxiv
14+阅读 · 2018年12月6日
小贴士
相关主题
相关VIP内容
【AAAI2022】一种基于状态扰动的鲁棒强化学习算法
专知会员服务
33+阅读 · 2022年1月31日
【博士论文】分形计算系统
专知会员服务
33+阅读 · 2021年12月9日
【经典书】线性代数与应用,698页pdf
专知会员服务
88+阅读 · 2021年9月27日
逆优化: 理论与应用
专知会员服务
36+阅读 · 2021年9月13日
专知会员服务
32+阅读 · 2021年7月1日
【干货书】从初等问题看数学的本质,400页pdf
专知会员服务
56+阅读 · 2021年5月28日
专知会员服务
44+阅读 · 2021年5月24日
专知会员服务
144+阅读 · 2021年2月3日
最新《非凸优化理论》进展书册,79页pdf
专知会员服务
108+阅读 · 2020年12月18日
【哈佛经典书】概率论与随机过程及其应用,382页pdf
专知会员服务
61+阅读 · 2020年11月14日
相关资讯
积分梯度:一种归因分析方法
极市平台
1+阅读 · 2022年3月17日
训练1000层的Transformer究竟有什么困难?
PaperWeekly
0+阅读 · 2022年3月13日
复数神经网络及其 PyTorch 实现
极市平台
5+阅读 · 2022年1月17日
机器学习领域必知必会的12种概率分布(附Python代码实现)
算法与数学之美
21+阅读 · 2019年10月18日
R语言时间序列分析
R语言中文社区
12+阅读 · 2018年11月19日
机器学习之确定最佳聚类数目的10种方法
炼数成金订阅号
13+阅读 · 2017年10月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员