После годовой исследовательской работы команда инженеров открыла физическое явление за уникальным подводным феноменом, которое сравнивалось с Матрешкой.
В исследовании описывают, что происходит, когда капли быстро и последовательно воздействуют на спокойную поверхность и создают полость воздуха под водой.
«Когда поток капель попадает на поверхность, он подтягивает воздух вниз по направлению падения и создает заполненную воздухом полость», - говорит ведущий автор и кандидат наук Натан Спейрс. «Формы полостей меняются в зависимости от параметров удара, таких как диаметр капли и скорость при ударе».
Когда непрерывный поток воды - струи - воздействует на поверхность воды, он образует цилиндрическую форму глубокой, узкой полости. Когда капли медленной последовательности воздействуют на воду, они образуют отдельные полости, которые закрываются и разрушаются до того, как выпадет следующая капля. Команда Splash Lab хотела знать, что происходит, когда капли быстрой последовательности воздействуют на воду. Результатом является уникальная серия полостей внутри полостей, которые создают ребристый вид.
«Если частота падающих капель достаточно высока, капли попадают в одно и то же место и создают вложенные полости», - сказал Спейрс. «Каждая последующая капля образует полость в основании предыдущей полости».
Отличие порога между высокой и низкой частотой является ключевой частью результатов. Спейрс говорит, что никогда не было числа, определяющего этот порог.
«Мы можем определить типы полостей на основе нового безразмерного числа, которое мы называем числом Матрешки. Если число меньше единицы, полость рухнет до следующей капли. Если он выше одного, мы прогнозируем образование вложенных полостей ».
«Уже давно известно, что струя жидкости перетекает в поток капелек всего в нескольких дюймах от источника струи», - сказал соавтор и доцент университета США Тад Трускотт. «Это означает, что, когда обычные струи воздействуют на поверхность воды, такой как вода из крана в кухонную раковину или поток мочи, попадающей в туалет, - потоки капель создают полости, подобные тем, которые мы изучаем в Splash Lab».
Понимание всех нюансов типов всплесков может привести к устройствам, которые уменьшат всплеск вещества.
В промышленности понимание этого явления может привести к развитию в производстве химических веществ и фармацевтических препаратов. Спейрс говорит, что результаты будут особенно полезны для разработки более безопасных и более эффективных процессов, в которых всплеск веществ является проблемой.
Читайте мои прошлые статьи. Подписывайтесь и ставьте палец вверх, я буду знать, что это кому то интересно и продолжу делать познавательные статьи!