Primary thermalisation mechanism of Early Universe observed from Faraday-wave scattering on liquid-liquid interfaces
在过去的200年里，参数不稳定性已经在各种物理系统中得到了研究，如流体，机械设备，甚至暴胀宇宙学。直到几十年前，这种次谐波不稳定响应才作为早期宇宙热化的核心机制出现，在一个被称为预热的理论中。在这里，我们研究了一个参数驱动的双流体界面，通过非线性法拉第波的发病来模拟暴胀预热动力学的关键方面。我们提出了一个详细的分析的有效场论描述界面波通过高阶相关的因式分解性质。尽管一个阻尼和高度相互作用的流体动力学系统的复杂性，我们表明，大振幅法拉第波的散射连接到一个扩大的主要共振带和随后出现的二次不稳定性预测预热动力学。
2022-07-05 astro-ph.CO gr-qc physics.flu-dyn
Generation of intermittent gravitocapillary waves via parametric forcing
我们报告的间歇波场的产生驱动的水平移动造波机与法拉第波相互作用。局部重力毛细表面波波动的频谱在很宽的强迫参数范围内显示出频率的幂律。我们计算的概率密度函数的局部表面的高度增量，这表明它们强烈地改变跨时间尺度。这些增量的结构函数显示幂律作为时滞的函数，与指数的顺序的结构函数的非线性函数。我们认为，这个标度不变的间歇性频谱的起源是法拉第波图案破裂，由于其平流的传播重力波。最后，提出了一些解释，以解释这种间歇谱的出现。
2018-04-04 physics.flu-dyn
Dynamics of the Faraday Instability in a Small Cylinder
流体界面在临界振幅以上的垂直振荡激发法拉第不稳定性，通常表现为驻波图案。从根本上说，这种现象是参数共振的一个例子。在高频下，波长很小，并且模式选择过程是高度非线性的。我们用低频率激发不稳定性，其中波长很大，并且形状受到容器几何形状的高度影响。在这种情况下，细胞模式很容易被激发在一个单独的基础上，所观察到的波类似于从线性理论预测的形式。在我们的视频中，我们强调了这一制度的基本空间和时间动态。此流体动力学视频提交给2013年APS DFD流体运动画廊，这是美国物理学会流体动力学分部第66届年会的一部分（11月24日至26日，美国宾夕法尼亚州匹兹堡）。
2013-10-09 physics.flu-dyn
Marangoni-driven patterns, ridges, and hills in surfactant-covered parametric surface waves
本研究探究表面活性剂引发的马兰戈尼应力对法拉第波图案演化的影响，发现随马兰戈尼应力相对占比升高，界面失稳阈值加速度增大，图案从方形逐步转变为脊丘结构，并揭示了相关形成机制。
2025-01-14 physics.flu-dyn
Parametric internal waves in a compressible fluid
我们描述了振动对有限体积流体的影响，由于其可压缩性，流体是密度分层的。我们表明，内部重力声波可以参数不稳定的振动。由此产生的不稳定性类似于经典的法拉第不稳定性的表面波，虽然修改的可压缩性质的流体。在气液临界点附近进行实验观察是可能的。
2009-10-26 physics.flu-dyn physics.gen-ph
Coupled Rayleigh--Taylor and Faraday instabilities in vertically vibrated cylindrical containers
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
该研究采用弗洛凯分析探究垂直振动圆柱中瑞利-泰勒与法拉第不稳定性的耦合机制，明确振动振幅、横向约束等因素对不稳定性模式的影响，揭示了受限多相流中界面不稳定性的复杂演化规律。
2026-08-03 physics.flu-dyn
Interplay between a hydrodynamic instability and a phase transition: the Faraday instability in dispersions of rodlike colloids
通过测量临界加速度和表面波振幅，报道了法拉第不稳定性对棒状胶体颗粒悬浮液的强烈影响。我们表明，参数激发表面波的过渡显示不连续和滞后的功能。这种亚临界行为归因于我们的胶体悬浮液的剪切稀化特性，这要归功于基于大振幅振荡剪切下的流变学数据的唯象模型。双折射率测量提供了直接证据，法拉第波诱导的棒状胶体的局部双折射有序。虽然本地对齐简单地遵循的表面振荡稀释，各向同性悬浮液，永久性的dielectric补丁产生的表面波样品接近各向同性到dielectric过渡和以上的过渡大域对齐的流动方向。流体微观结构和流体动力学不稳定性之间的这种强耦合通过基于棒状病毒在剪切流中的微观结构响应的数值计算来证实。
2011-06-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Sub-harmonic parametric instability in nearly-brimful circular-cylinders: a weakly nonlinear analysis
在实验室法拉第实验中，弯月形波对小振幅强迫的谐波响应没有阈值，因此可能掩盖了参数波的不稳定性。它们的抑制可以通过借助于以静态接触角$θ_s=90^{\circ}$（满状态）固定在容器边缘处的接触线来实现。然而，在某些应用中，如基于液体的生物传感器的应用中，期望可调谐的弯月面波，其中它们可以通过稍微填充不足/过度填充容器（$θ_s\ne90^{\circ}$）来调节静态弯月面的形状而被控制，同时保持接触线固定在边缘处。在这里，我们将这种润湿条件称为近满。尽管基于Floquet分析的经典无粘性理论已针对钉扎接触线的情况进行了重新表述（Kidambi 2013），但考虑到（i）粘性耗散和（ii）静态接触角效应，包括弯月面波，使得此类分析实际上难以处理，并且仍然缺乏全面的理论框架。为了填补这一空白，在这项工作中，我们正式通过多时间尺度方法的弱非线性分析能够预测的影响（i）和（ii）的粘性亚谐波驻波在满和近满圆柱体的不稳定性开始。尽管所得到的振幅方程的形式实际上类似于通过对称性论证得到的形式（Douady 1990），但这里的规范形系数是从第一性原理数值计算的，从而使我们能够合理化和系统地量化由弯月面和次谐波参数波的相互作用引起的法拉第舌和相关分叉图上的修改。
2022-02-28 physics.flu-dyn
Direct Numerical Simulation for Parametric Vertical Vibration and Atomization of Sessile Drops
本文通过直接数值模拟研究固着液滴垂直振动与雾化，揭示方位波次谐波响应源于界面波谐波而非法拉第波，并阐明主、次夹断分别受粘性-毛细标度和振动惯性力控制。
2023-07-13 physics.flu-dyn
Excitation of Faraday-like body waves in vibrated living earthworms
生物细胞和许多生物体大多由液体组成，因此，通过与液滴类比，它们应该表现出一系列基本的非线性现象，例如驻波的出现。在这里，我们测试四种常见的蚯蚓，以证明垂直振动的活蠕虫水平躺在一个平坦的固体表面的结果在发病的次谐波法拉第样体波，这是可能的，因为蚯蚓有一个流体静力学的骨架与灵活的皮肤和充满液体的体腔。我们的研究结果是支持的理论分析的基础上的模型的参数激励的振动，在充满液体的弹性圆柱体中使用的材料参数的蠕虫的身体在文献中报道。在生物体中激发非线性次谐波体波的能力可用于探测并可能控制重要的生物物理过程，如神经冲动的传播，从而为解决具有根本影响的生物学问题开辟了途径。
2019-12-16 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Forcing function control of Faraday wave instabilities in viscous shallow fluids
我们调查的线性表面波不稳定性的浅粘性流体层和形状的周期性，参数强迫函数（描述的垂直加速度的流体容器），激发他们之间的关系。我们发现，数值的共振舌的包络只能发展多个最小值时，强制功能有两个以上的本地极值每个周期。有了这个见解，我们构建了一个多频强迫函数，在发病时产生一个非平凡的谐波不稳定性，这是不同的次谐波响应其任何频率分量。我们测量相应的表面图案的实验和验证，在强迫波形的小变化会导致过渡，通过一个双临界点，从预测的谐波短波长图案到一个更大的标准次谐波图案。使用配方有效的润滑制度（薄粘性流体层）和WKB方法找到其解析解，我们探索的强迫函数的形状和共振舌结构之间的观察到的关系的起源。特别是，我们表明，平方和三角形的强制功能，这些舌头的信封只有一个最小值，在通常的正弦曲线的情况下。
2005-12-07 physics.flu-dyn
A revised gap-averaged Floquet analysis of Faraday waves in Hele-Shaw cells
本文提出一种修正的间隙平均 Floquet 理论，考虑非定常惯性效应，改进 Hele-Shaw 细胞中法拉第波的预测，并解释薄环中的频率失谐现象。
2023-06-20 physics.flu-dyn
Two new standing solitary waves in shallow water
本文首次给出了容器中液体作定频垂直振动时的两种新的Faraday驻孤波的解析解。利用基于波高对称性的模型和线性化的Boussinesq方程，得到了波峰光滑、对称性为偶、奇的两种非单调衰减孤立波的波高封闭形式。据我们所知，所有这些事件都从未报告过。此外，它们还能很好地解释一些实验现象。这些都有助于加深和丰富我们对孤立波和法拉第波的认识。
2013-02-12 physics.flu-dyn
Droplet-triggered Faraday waves in a vertically forced bath
本研究通过数值模拟揭示液滴反复撞击可在线性稳定浴槽中触发增长的法拉第波，识别出次谐波响应机制，并指出有限振幅扰动可低于线性阈值激发该动力学。
2026-10-06 physics.flu-dyn
Harmonic and subharmonic waves on the surface of a vibrated liquid drop
液滴和振动在日常生活和技术中无处不在，它们的结合往往会导致迷人的物理现象，为生物学，医学，化学和光子学的实际应用开辟了有趣的机会。在这里，我们研究，理论和实验，支持的固体板，垂直振动在一个单一的，低的声学范围内的频率煎饼形液滴的响应。当振动振幅较小时，液滴的主要响应是振动频率处的谐波。然而，随着振幅的增加，半频次谐波法拉第波被激发参数的下降表面上。我们开发了一个简单的一维液滴的流体动力学模型，以分析确定的谐波和第一超谐波分量的线性响应的下降的振幅。在非线性制度，我们的数值分析揭示了一个有趣的级联的不稳定性，导致发病的次谐波法拉第波，其调制不稳定性和混沌制度与宽带功率谱。我们发现，非线性响应是高度敏感的液滴尺寸和法拉第波长的比率。当液滴高度与粘性边界层的宽度相当时，谐波的主分叉由倍周期分叉主导。使用低粘度乙醇和高粘度芥花油滴在70 Hz下振动进行的实验结果与我们的建模预测定性一致。
2019-09-23 cond-mat.soft nlin.CD physics.flu-dyn
