Evolution of Gaussian wave packets in capillary jets.
Evolution of Gaussian wave packets in capillary jets.
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毛细管射流中高斯波包的演化。
DOI：
10.1103/physreve.100.053111
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
García FJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
García FJ
本文通过线性双模态方程和一维非线性数值方法对圆柱形毛细射流中高斯波包的演化进行了时间分析。这些分析通常适用于任意的初始条件，但我们的研究集中在纯脉冲的。线性和非线性的研究结果给出了一致的结果，在线性理论是有效的阶段。傅立叶逆变换表示的正式的线性解决方案的射流形状的数值计算和近似封闭的公式。经过一个瞬态，这些公式预测几乎高斯形状的变形与（i）载波数的瑞利色散关系的最大值，（ii）其钟形宽度的逐步增加，（iii）其振幅的准指数增长的一个渐进漂移。这些参数与用高斯波包拟合数值模拟得到的参数一致。实验结果也报道了近高斯脉冲扰动出口速度的2毫米直径的水射流。证明了控制破碎位置沿着射流和其他特征，如夹断的可能性。
A temporal analysis of the evolution of Gaussian wave packets in cylindrical capillary jets is presented through both a linear two-mode formulation and a one-dimensional nonlinear numerical scheme. These analyses are normally applicable to arbitrary initial conditions but our study focuses on pure-impulsive ones. Linear and nonlinear findings give consistent results in the stages for which the linear theory is valid. The inverse Fourier transforms representing the formal linear solution for the jet shape is both numerically evaluated and approximated by closed formulas. After a transient, these formulas predict an almost Gaussian-shape deformation with (i) a progressive drift of the carrier wave number to that given by the maximum of the Rayleigh dispersion relation, (ii) a progressive increase of its bell width, and (iii) a quasiexponential growth of its amplitude. These parameters agree with those extracted from the fittings of Gaussian wave packets to the numerical simulations. Experimental results are also reported on near-Gaussian pulses perturbing the exit velocity of a 2-mm diameter water jet. The possibility of controlling the breakup location along the jet and other features, such as pinch-off simultaneity, are demonstrated.
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