Faraday instability of periodic excitation

高頻超音波霧化器為利用物理方式，振動霧化器上之液體，使液面因不穩定而發生波動，當波動振幅持續增大，將使液面無法平衡，致產生液滴脫離液面而為霧化。霧化的液滴粒徑跟振動頻率有關，振動頻率愈高其產生的液滴粒徑愈小，微小液滴在生醫及奈米科技應用上有很大的用途。
本文主要在研究液體承受垂直液面週期振動，而產生液面波動的機制，以期對液面產生波動進而霧化的現象有更深入的了解。除了探討流體承受一般週期振動，並加上流體底板側向滑動，了解其液面波動的穩定條件。
推導流程為，在平衡的流體中加入微小擾動，觀察微小擾動的放大或衰減，來判斷流體的穩定性。其中利用流線函數、級數展開法跟傅立葉級數展開推導二維液面波動方程式。最後得到液面波動頻率、波數跟相對應的起始振幅三者之關係方程式，進而探討其流體的穩定性。