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澳门网上赌搏app夏溪副教授在《美国科学院院报》上发表论文揭示液滴融合的奥秘

近日,澳门网上赌搏app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。

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文章提出的“液桥”增长的统一理论,其核心是将流体力学N-S方程简化至一个常微分方程,在建模过程中创新地采用了积分公式和渐进分析等一系列数学方法,并且结合流动自相似性和界面涡流等物理认识,所得最终解的形式简单。

液滴融合在自然界和工业应用中常常起到至关重要的作用,例如雨云的形成以及火箭中燃料的喷雾混合等。如今,科学家们借助高速相机已经能够清晰捕捉液滴融合中转瞬即逝的“液桥”增长过程。研究发现,“液桥”的增长分为两个不同的区间,在每个区间满足不同的增长规律。当液滴较小或者粘性较大的时候,“液桥”随时间线性增长;当液滴较大或者液体粘性较小(惯性较大)时,“液桥”随时间的平方根线性增长。夏溪的研究为这两个阶段的规律提供了统一的理论解释。

论文链接:https://doi.org/10.1073/pnas.1910711116

内燃机研究所
机械与动力工程学院