近日，摩臣2平台研究團隊在流體力學研究領域頂級期刊《Journal of Fluid Mechanics》（簡稱JFM🛌🏿，劍橋大學出版社旗下核心期刊之一🪇，是流體力學領域的旗艦期刊）發表題為“Instability of a weakly viscoelastic film flow on an oscillating inclined plane”的原創性研究成果（J. Fluid Mech. 2024, vol. 987, A36🙍，https://doi.org/10.1017/jfm.2024.412）🤹🏽‍♂️。摩臣2平台為該論文的第一完成單位，摩臣2平台碩士研究生杜少楓為論文第一作者，力學系副教授趙茉莉為合作研究者🥷🏻🙋🏻‍♀️，力學系助理研究員肖越、教授王少偉為通訊作者🧑🏼‍🍼。

在航空航天推進系統中，燃油的噴註霧化過程常簡化為平面液膜的穩定性問題🧑🏿‍🦳。液體火箭發動機中的不穩定燃燒導致的壁面振蕩對推進系統的正常工作和結構安全有著重要的影響。鑒於平面液膜的初始穩定性影響著最終破碎形成的液滴尺寸及分布，因此研究振蕩液膜的穩定性不僅對工程問題具有較大的應用價值🔋，且作為經典的流體力學問題🫶🏽✧，也得到了國內外學者的密切關註。先前的研究主要集中在牛頓流體液膜的穩定性方面，對於非牛頓流體液膜動力學特性研究則較為缺乏。

該論文在國家自然科學基金項目的支持下，通過線性穩定性分析方法研究了弱黏彈性液膜在振蕩斜面上的長波和有限波長不穩定性。利用Chebyshev級數解和Floquet理論，描述了當斜面存在流向和壁面法向振蕩時🏌️‍♂️，黏彈性和強迫振蕩對失穩的耦合作用。對於長波長不穩定性，用漸近展開法解析地得到了特征值問題的解🚵🏽‍♀️。理論分析表明：Floquet指數與壁面法向振蕩振幅無關，並討論了傾斜角🍗、重力和表面張力對黏彈性液膜穩定性的影響。對於有限波長不穩定性👼🏼，隨著黏彈性的增加🏩，重力不穩定的邊界向更高的波數移動☁️，次諧波和次諧波不穩定的臨界振幅降低👳🏽‍♂️。此外7️⃣，考慮黏彈性的影響後🤦🏽‍♀️，在小傾角下發現了一種新的振蕩模態。以上研究結論將會促進學者們對非牛頓液膜的流動系統失穩過程的理解🥨。

近年來，該課題組面向流體力學領域的重要基礎問題，在非牛頓流體液膜穩定性方面連續發表了數篇有影響力的研究成果：

1. J. Fluid Mech. (2024), vol. 987, A36, doi:10.1017/jfm.2024.412

2. Phys. Fluids. (2024), 36, 084118, https://doi.org/10.1063/5.0223251

3. Phys. Fluids. (2024), 36, 053109, https://doi.org/10.1063/5.0210250

4. J. Fluid Mech. (2023), vol. 973, A39, doi:10.1017/jfm.2023.759

文📭：肖越

圖：肖越