Reduced model for capillary breakup with thermal gradients: Predictions and computational validation
Notice bibliographique
Résumé
It was recently demonstrated that feeding a silicon-in-silica coaxial fiber into a flame—imparting a steep silica viscosity gradient—results in the formation of silicon spheres whose size is controlled by the feed speed [Gumennik et al., “Silicon-in-silica spheres via axial thermal gradient in-fiber capillary instabilities,” Nat. Commun. 4, 2216 (2013)]. A reduced model to predict the droplet size from the feed speed was then derived by Mowlavi et al. [“Particle size selection in capillary instability of locally heated coaxial fiber,” Phys. Rev. Fluids 4, 064003 (2019)], but large experimental uncertainties in the parameter values and temperature profile made quantitative validation of the model impossible. Here, we validate the reduced model against fully resolved three-dimensional axisymmetric Stokes simulations using the exact same physical parameters and temperature profile. We obtain excellent quantitative agreement for a wide range of experimentally relevant feed speeds. Surprisingly, we also observe that the local capillary number at the breakup location remains almost constant across all feed speeds. Owing to its low computational cost, the reduced model is therefore a useful tool for designing future experiments.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».