Estabilidad lineal del flujo de una gota bajo los efectos de un gradiente radial de temperaturas

MANSILLA R. A.; GOMBA J. M.; ESCOBAR QUIROZ, J. F.; PERAZZO, CARLOS ALBERTO

Congreso; XVII Reunión sobre Recientes Avances en Física de Fluidos y sus Aplicaciones; 2023

Asociación Física Argentina - División Fluidos

Analizamos numéricamente el flujo de una gota puesta en el centro de un sustrato circular sometido a un gradiente radial de temperaturas. Asumimos que tanto elnúmero de Péclet como el de Biot son pequeños para asegurar condiciones similaresa las experimentales [1]. Bajo estas hipótesis, el perfil de temperaturas impuesto alsustrato es el mismo que adopta la interfase líquido-aire. La tensión superficial dellíquido varía linealmente con la temperatura, lo que induce un desplazamiento de lagota desde el centro hacia la periferia por efecto Marangoni. El flujo está caracterizado por una etapa estable, donde la gota desarrolla primero una forma de anillocuyo radio aumenta con el tiempo. El volumen del líquido que queda encerrado dentro del anillo es despreciable. Una vez que el anillo alcanza un radio crítico, la líneade contacto que avanza se desestabiliza formando corrugaciones o suaves ‘dedos’,cuyo número crece con el tiempo. La simulación numérica del problema axisimétrico(2D) muestra que el frente estable sigue una ley de potencia rf ∝ t0,3, similar a lareportada experimentalmente, y el máximo del perfil de altura muestra una transición entre leyes de potencia donde difieren los exponentes. Analizamos la estabilidadlineal del perfil axisimétrico, donde el flujo base depende del tiempo, y encontramosque inicialmente los modos decrecen su amplitud con el tiempo, para luego crecer.En los instantes iniciales, los modos con menor número de onda dominan (presentanmayor tasa de crecimiento), pero a medida que el frente avanza, el número de ondadominante crece, lo que está de acuerdo con los resultados experimentales reportados en la literatura.[1] Contact line motion in axial thermocapillary outward flow, A. Dominguez Torres,J. R. Mac Intyre, J. M. Gomba, C. A. Perazzo, P. G. Correa, A. Lopez-Villa, A.Medina. Journal of Fluid Mechanics 892, A8 (2020)Correo electrónico de contacto: jmgomba@gmail.com