مطالعه دینامیک مارپیچش ثانویه و تا شدن رشته ی سیال وشکسان

در این رساله، حالت های پایا برای رشته ی سیال وشکسانی که از روزنه ی گردی خارج شده و بر روی سطح جامد می افتد بررسی شده است. مارپیچش، تا شدن و جریان ایستای محوری سه حالت پایایی هستند که رشته ی وشکسان پس از برخورد با سطح تجربه می کند. در ابتدا با ترسیم فضای حالت ها، مکان هر یک از حالت ها را در در فضای پارامترها مشخص کردیم. گذار بین حالت ها را بررسی کرده و دریافتیم که به هنگام گذار از یک حالت به حالت دیگر به عنوان نتیجه ای از تغییر پارامترها، رشته ی سیال حالت های میانی را تجربه می کند که در آن، دو یا سه حالت با همدیگر همزیستی می کنند. مشاهده شد که حالت مارپیچش بسامد بالا، از زیرحالت هایی تشکیل شده است که عبارتند از جریان ایستای محوری ( ستون مخروطی شکل پایا)، کمانش ثانویه و مارپیچش ثانویه. در همین فضای حالت ها، مکان هر یک از زیرحالت ها را برای مارپیچش رشته ی سیال مشخص کرده و چگونکی گذار بین این زیرحالتها را بررسی کردیم. در گام دوم، دینامیک تا شدن رشته ی سیال را بررسی کردیم. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که دینامیک تاشدن به هنگامی که با حالت مارپیچش می کند متفاوت است با وقتی که یا تنها حالت پایدار است یا با جریان ایستای محوری همزیستی می کند. در مورد اولی، ما با تا شدن دورانی روبرو هستیم که درآن، رشته ی سیال همراه با تا شدن یک حرکت دورانی نیز حول محور قائم انجام می دهد. رژیم غالب برای تا شدن رشته ی سیال در این مورد، رژیم لختی است. با توجه به آن روابط مقیاس بندی برای آن پیشنهاد شد. درآخر، دینامیک مارپیچش ثانویه را که قبلاٌ مشاهده نشده بود بررسی کردیم. با توجه به نتایج آزمایشگاهی دریافتیم که بسامد مارپیچش ثانویه با افزایش فاصله ی روزنه از سطح افزایش می یابد. روابط مقیاس بندی برای دینامیک آن پیشنهاد داده و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه کردیم.