Modeling Leidenfrost Levitation of Soft Elastic Solids.
Modeling Leidenfrost Levitation of Soft Elastic Solids.
复制标题
软弹性固体的莱顿弗罗斯特悬浮建模。
DOI：
10.1103/physrevlett.131.168201
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发表时间：
2023
影响因子：
8.6
通讯作者：
Binysh J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Binysh J
弹性莱顿弗罗斯特效应发生在一个可蒸发的软固体下降到热表面。蒸发流耦合到弹性变形，产生自发的弹跳或稳态浮动。这种效应体现了热力学、弹性和润滑之间未被探索的相互作用：尽管被观察到，但其基本理论描述仍然是一个挑战。在这里，我们提供了一个理论的弹性莱顿弗罗斯特浮动。随着重量的增加，刚性固体更靠近热表面。相比之下，我们发现了一个弹性主导的制度，更重的固体，更高的浮动。这种几何形状控制的行为让人想起大的液体莱顿弗罗斯特滴的动力学。我们表明，这种弹性制度的特点是赫兹行为的固体的腹部，并推导出如何浮动的高度尺度与材料参数。引入无量纲弹性莱顿弗罗斯特数，我们捕捉刚性和赫兹行为之间的交叉。我们的研究结果为最近的实验提供了理论基础，并指出了新的软机器的设计。
The elastic Leidenfrost effect occurs when a vaporizable soft solid is lowered onto a hot surface. Evaporative flow couples to elastic deformation, giving spontaneous bouncing or steady-state floating. The effect embodies an unexplored interplay between thermodynamics, elasticity, and lubrication: despite being observed, its basic theoretical description remains a challenge. Here, we provide a theory of elastic Leidenfrost floating. As weight increases, a rigid solid sits closer to the hot surface. By contrast, we discover an elasticity-dominated regime where the heavier the solid, the higher it floats. This geometry-governed behavior is reminiscent of the dynamics of large liquid Leidenfrost drops. We show that this elastic regime is characterized by Hertzian behavior of the solid’s underbelly and derive how the float height scales with materials parameters. Introducing a dimensionless elastic Leidenfrost number, we capture the crossover between rigid and Hertzian behavior. Our results provide theoretical underpinning for recent experiments, and point to the design of novel soft machines.
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DOI：
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发表时间：
1992
期刊：
影响因子：
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作者：
H. Dam
通讯作者：
H. Dam
影响因子：
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作者：
I. Chakraborty;M. Chubynsky;J. Sprittles
通讯作者：
I. Chakraborty;M. Chubynsky;J. Sprittles
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发表时间：
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