液滴運動過程中的形狀變化對液滴的蒸發、燃燒等過程有重要影響，表面張力是影響其形狀變化的因素之一。為研究表面張力對液滴形變的影響規律，采用低濃度的表面活性劑（十二烷基苯磺酸鈉SDBS）配制表面張力為30～72 mN·m?1的水溶液。利用不同外徑的針管得到3～5 mm粒徑的液滴。高速攝像機（Phantom V211，1000 pps，800×600 pixel）對這些液滴在自由落體過程中的形變規律進行了可視化實驗研究，得到了關于E?tv?s數（Eo）的半經驗關系式。實驗結果表明，液滴在自由落體過程中會形成周期性振動形變，振動周期和振幅隨表面張力增大而減小。進一步研究發現，初始時液滴形成并斷裂所引起的瞬態沖量使液滴內部動量傳遞進而表現出周期性振動形變。

液滴在氣體中運動過程中會因表面受力不均而發生形變。影響液滴形變的因素很多，如粒徑、速度、表面張力等。在自然科學和工程技術領域，許多物理過程涉及液滴在氣流中的形變，如蒸發冷卻、蒸氣冷凝、噴霧燃燒、顏料濃縮液的分散、飛沫傳播過程等。采取措施如降低液滴表面張力、加快液滴的形態變化是改善噴霧燃燒和蒸發冷卻效果的常用技術手段，需要了解相應過程中液滴的形變規律。大多數對氣液兩相流的數值模擬分析中常假設液滴為球形，但在實際情況中，液滴的形變對受力、蒸發的影響不容忽略。因此通過實驗方法研究液滴形變的一般規律對修正數學模型以及優化工程實際應用具有重要意義。

液滴下落形態

液滴垂直滴入靜止空氣流場下落過程中，受到的質量力為重力(空氣與液滴的密度相差很大忽略浮力影響)，表面力為曳力和表面張力。特征長度取等體積當量直徑de），則液滴的形變特征可由量綱1數(重力與表面張力之比)、We=ρcurelde/σ(曳力與表面張力之比)，（慣性力與黏性力之比）、表示。

根據上述量綱1數得到了不同范圍內液滴或氣泡的形變特征區間，可由此大致判斷形狀變化。液滴下落過程中，周圍流體繞過液滴，初始會在液滴后部形成穩定的線性或者帶有渦旋的尾跡。隨著Re的不斷增大，液滴后部形成非穩態的尾跡剝離使液滴自身發生非穩定性形變即振動現象。對于高黏度比κ，如液滴在氣體中運動，當Re≈200時振動現象產生，對于低κ如氣泡在液體中運動，產生振動的臨界Re≈1000。

對于穩態形變Savic提出了高Re下界面正壓平衡公式，Pruppacher等在其基礎上進行了修正并確定了不同粒徑范圍液滴的形變情況。對于非穩態形變，一般常用周期和振幅來描述，Lamb建立了忽略黏性力的液滴自然振動周期的基本模型并得到了Yao等的驗證。對于振動周期與尾跡剝離周期的關系，Winnikow等和Edge等分別得到了不同的結論。隨著高速攝像技術的發展，實驗研究成為揭示非穩態液滴形變振動周期和振幅變化規律的重要途徑之一。Kenneth等研究了2.5～4 mm粒徑范圍的雨滴從25 m自由下落的振幅變化規律，發現液滴在達到終速度前振幅不斷減弱，達到終速度后不斷增強，最后形變振動與渦旋尾跡剝離達到共振而逐漸趨于穩定。Dubrovskii等研究了純液滴和兩相液滴的形變規律，并得到了Laplace數（Lp）與振動周期之間的關系。Volkov等在Dubrovskii等的基礎上分別研究了粒徑、瞬時速度、液滴與流場溫差對振動周期及振幅的影響。表面張力直接影響液滴的形狀，但單純控制表面張力比較困難，前人研究中多通過改變工質來間接得到表面張力與非穩態形變規律的關系。