题目：射流破裂过程的非线性自相似分析及实验研究

    射流在表面张力主导作用下破碎成液滴的过程具有强烈的非线性效应，稳定性分析的方法只能解释破裂的起源，不能解释临近破裂、生成液滴时的非线性行为。
    本文通过拉格朗日法和细长体假设，建立了粘性牛顿流体和幂律流体的一维运动方程，并结合自相似理论，得到了描述断裂前射流轮廓的相似解；利用不同质量分数的甘油和黄原胶水溶液进行液滴滴落实验，并与理论分析结果进行了对比和讨论。
    研究结果表明，在牛顿流体和幂律流体射流变形过程中的不同时刻，由自相似解得到的射流轮廓与实验结果基本一致。说明液滴滴落过程中，射流外形轮廓具有自相似性，自相似理论可以很好地解释射流轮廓随时间的变化，验证了自相似解的正确性。射流断裂前会形成一条细长的液丝，当液体粘度较小时，液丝在与液滴相连的位置发生断裂；随着粘度的增大，断裂前的液丝越来越长，断裂的位置出现不确定性。随着断裂的临近，液丝直径越来越小，中间位置的最小直径与距离断裂的时间呈线性关系。粘度的增大对牛顿流体射流的破裂过程起阻碍作用，表面张力起促进作用；幂律流体的稠度系数和流动指数的增大均对射流的破裂过程起阻碍作用。