Spatio-temporal evolution of evaporating liquid films sheared by a gas

Bu çalışmanın temel amacı, buharlaşan bir sıvı filmin uzaysal-zamansal özelliklerinin atalet, hidrostatik basınç, termokapiller etkiler, buhar geri tepmesi ve bir gazın verdiği kesme gerilmesi etkisi altında incelenmesidir. Kesme gazının etkileri, ara yüz boyunca uygulanan sabit bir kesme gerilmesinin etkisini modelleyen sabit bir kesme sabiti sayısı eklenmesiyle dahil edilir. Uzun dalga teorisi, önceki tüm etkileri hesaba katan bir arayüz gelişim denklemini türetmek için kullanılır ve bu denklem daha sonra farklı parametre kombinasyonları için filmin doğrusal stabilite özelliklerini analiz etmek için kullanılır. İlk önce kararlı/ kararsız parametre setlerini belirlemek için bir zamansal analiz yapılır, ardından mutlak / konvektif stabilite alanlarını ayırt etmek için uzamsal zamansal analiz yapılır. Kesme sabitinin, baz akışının mevcut ataletine bir modifiye edici görevi gördüğü ve bu nedenle sabit baz durumunda bozulma büyüme oranlarını değiştirmediği, ancak faz hızları üzerinde güçlü bir etkisi olduğu gösterilmiştir. Bu nedenle, termal kararsızlıkların konvektif / mutlak geçişlerine neden olabilir. Ataletsiz dengesizlikler, yani H modu üzerindeki etkisine gelince, kesme sabitinin pozitif değerleri, büyümesini teşvik ederken, negatif olanları onu yeterince negative değerler için tamamen ortadan kaldırma noktasına kadar bastırır. Buharlaşmanın etkileri ile ilgili olarak, buharlaşma nedeniyle film yüksekliğindeki azalmanın, film boyunca bozulmaların baskılanmasını bastırdığı ve bu nedenle mutlak dengesizlikleri arttırdığı bulunmuştur. Arayüzün doğrusal olmayan gelişimini araştırmak için gelişim denklemi sayısal olarak çözülmüştür. İlk olarak, ara yüz evrimi, lineer zamansal kararlılık sonuçlarıyla ve ayrıca mevcut literatürle karşılaştırılarak doğrulama amacıyla bir periyodik alan üzerinde sonsuz küçük sapmalar için simüle edilir. Sayısal prosedür onaylandıktan sonra, arayüzün doğrusal olmayan gelişimi incelenir. Son olarak, kesme gazının film yırtılma yeri ve süresi üzerindeki etkisi incelenmiştir, kesme sabitinin yırtılma yeri ve zamanını güçlü bir şekilde etkileyebileceği, ancak minimum film yüksekliği sıfıra yaklaştıkça kendi kendine benzer yırtılma mekaniğini değiştirmeyeceği tespit edilmiştir.