Oblique drop impact on thin film: Splashing dynamics at moderate impingement angles
Oblique drop impact on thin film: Splashing dynamics at moderate impingement angles
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斜滴对薄膜的冲击：中等冲击角度下的飞溅动力学
DOI：
10.1063/5.0004142
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发表时间：
2020-03
影响因子：
4.6
通讯作者：
Liming Yang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhen Chen;Chang Shu;Yan Wang;Liming Yang
本文对斜液滴对薄膜的冲击进行了数值研究，重点研究了中等冲击角（45°<= α <= 75°）下的溅射动力学。通过对参考数据的验证，采用了与扩散界面法相结合的三维多相晶格玻尔兹曼通量求解器。在不同的撞击角度、不同的膜厚（delta）、不同的Ohnesorge数（Oh）、不同的Weber数（We）下，试图还原斜液滴撞击薄膜时的复杂流动特征。研究发现，射流基座和自由边缘的径向传播后期以惯性为主，并可以通过平方根定律与无因次时间tau很好地相关。自由边缘的高度与时间呈线性关系，并随Oh和We的变化而变化，表明它与小液滴的飞溅有关，这也是惯性、粘度和表面张力的结果。此外，液滴飞溅的开始通常对delta不敏感。在此基础上，建立了飞溅极限与撞击角的关系式，并与中等撞击角下的数值结果吻合较好。
The oblique drop impact on the thin film is numerically investigated in this paper with special attention paid to its splashing dynamics at moderate impingement angles (45 degrees <= alpha <= 75 degrees). A three-dimensional multiphase lattice Boltzmann flux solver associated with the diffuse interface method is adopted after being validated against reference data. Efforts are made to recover the complex flow features in the oblique drop impact on the thin film at various impingement angles, film thicknesses (delta), Ohnesorge numbers (Oh), and Weber numbers (We). We found that the later stage of radial propagation of the jet base and the free rim is dominated by inertia and can be well correlated with dimensionless time tau through the square-root law. The elevation of the free rim exhibits a linear relationship with time and varies with Oh and We, indicating its connection to the splashing of minor droplets, which is also an outcome of inertia, viscosity, and surface tension. Moreover, the onset of droplet splashing is generally insensitive to delta. Based on that, a correlation between the splashing limit and the impingement angle is established and shows good agreement with numerical results at moderate impingement angles.
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DOI：
10.1016/j.jcp.2015.08.049
发表时间：
2015-12
期刊：
J. Comput. Phys.
影响因子：
--
作者：
Yu Wang;C. Shu;L. M. Yang
通讯作者：
Yu Wang;C. Shu;L. M. Yang
影响因子：
3.3
作者：
Bird, James C.;Tsai, Scott S. H.;Stone, Howard A.
通讯作者：
Stone, Howard A.
影响因子：
3.7
作者：
H. Oǧuz;A. Prosperetti
通讯作者：
H. Oǧuz;A. Prosperetti
影响因子：
4.6
作者：
通讯作者：
--
影响因子：
4.6
作者：
S. Thoroddsen;J. Sakakibara
通讯作者：
S. Thoroddsen;J. Sakakibara