- PII
- 10.31857/S2686740022060062-1
- DOI
- 10.31857/S2686740022060062
- Publication type
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 508 / Issue number 1
- Pages
- 42-52
- Abstract
- The transfer of a freely falling drop matter in the bulk of a target fluid at rest at the stage of primary cavity formation was traced by high-speed video recording for the first time. In the experiments, drops of water, ink solution (diluted in a ratio of 1:100) or a saturated solution of baking soda with a diameter of D = 0.43 cm fell with velocity of U = 3.1 m/s into fresh water or a 20% ammonium thiocyanate solution in the splash formation mode. In all experiments, the wall of the growing cavity was penetrated by thin fibers containing drop matter, which form an intermediate fine-structured layer. After the end of the fiber growth stage with a duration of 7–8 ms, the diffusion smoothed the concentration gradients, a liquid shell of intermediate density with a thickness of 1.5 to 0.7 mm was formed around the growing cavity. The shell is separated by a sharp boundary from the target fluid. A new group of inclined fibrous loops was formed in the wake of the collapsing cavity.
- Keywords
- капля каверна волокна промежуточный слой
- Date of publication
- 16.09.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 16
References
- 1. Worthington A.M. On impact with a liquid surface // Proc. of the Royal Society of London. 1882. V. 34. Issue 217–230. https://books.google.it.ao/books?id=44vy9MMScQ0C&source=gbs_navlinks_s
- 2. Engel O.G. Crater depth in fluid impacts // J. Appl. Phys. 1966. V. 37. P. 388–394. https://doi.org/10.1063/1.1708605
- 3. Brutin D. Drop impingement on a deep liquid surface: study of a crater’s sinking dynamics // C. R. Mecanique. 2003. V. 331. P. 61–66. https://doi.org/10.1016/S1631-0721 (02)00014-1
- 4. Bisighini A., Cossali G.E., Tropea C., Roisman I.V. Crater evolution after the impact of a drop onto a semi-infinite liquid target // Phys. Rev. Phys. Rev. E 82 (3, Pt.2), 036319. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.82.036319
- 5. Fink J., Gault D., Greeley R. The Effect of Viscosity on Impact Cratering and Possible Application to the Icy Satellites of Saturn and Jupiter // J. Geophy. Res.: Solid Earth. 1984. V. 89 (B1). P. 417–423.
- 6. Berberovic E., van Hinsberg N.P., Jakirlic S., Roisman I.V., Tropea C. Drop impact onto a liquid layer of finite thickness: dynamics of the cavity evolution // Phys. Rev. 2009. V. E79. 036306. P. 1–15. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.79.036306
- 7. Zhang Y.J., Liu P.Q., Qu Q.L., Hu T.X. Energy conversion during the crown evolution of the drop impact upon films // Intern. J. Multiph. Flow. 2019. V. 115. P. 40–61. https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2019.03.023
- 8. Cai Y.K. Phenomena of a liquid drop falling to a liquid surface // Experiments in Fluids. 1989. V. 37. P. 388–394. https://doi.org/10.1063/1.857581
- 9. Ersoy N.E., Eslamiana M. Capillary surface wave formation and mixing of miscible liquids during droplet impact onto a liquid film // Phys. Fluids. 2019. V. 31. 012107. https://doi.org/10.1063/1.5064640
- 10. Чашечкин Ю.Д., Ильиных А.Ю. Распад капли на отдельные волокна на границе области контакта с принимающей жидкостью // Доклады РАН. Физика, Технические науки. 2021. Т. 497. С. 31–35. https://doi.org/10.31857/S2686740021020139
- 11. Li E.Q., Thoraval M.-J., Marston J.O., Thoroddsen S.T. Early azimuthal instability during drop impact // J. Fluid Mech. 2018. V. 848. P. 821–835. https://doi.org/10.1017/jfm.2018.383 821
- 12. Chashechkin Y.D. Foundations of engineering mathematics applied for fluid flows // Axioms. 2021. V. 10. 286. https://doi.org/10.3390/axioms10040286.
- 13. Чашечкин Ю.Д., Ильиных А.Ю. Полосчатые структуры в картине распределения вещества капли по поверхности принимающей жидкости // ДАН. 2018. Т. 481. № 2. С. 145–150. https://doi.org/10.1134/S1028335818070066
- 14. Ильиных А.Ю., Чашечкин Ю.Д. Гидродинамика погружающейся капли: линейчатые структуры на поверхности венца // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2017. № 2. С. 152–165. https://doi.org/10.1134/S0015462817020144
- 15. Чашечкин Ю.Д., Ильиных А.Ю. Формирование системы наклонных петель в течениях импакта капли // Доклады. Физика, технические науки. 2021. Т. 499. С. 39–48. https://doi.org/10.31857/S2686740021040052
- 16. Müller S.C. Observation of Chemical Reactions Induced by Impact of a Droplet // The micro-world observed by ultra high-speed cameras. K. Tsuji (ed.). Springer International Publishing. AG 2018. P. 343–354. https://doi.org/10.1007/978-3-319-61491-5_16
- 17. Чашечкин Ю.Д., Ильиных А.Ю. Визуализация областей контакта сред в течениях импакта капли с химическими реакциями // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2021. Т. 500. С. 39–47. https://doi.org/10.31857/S2686740021050023
- 18. Маленков Г.Г. Структура и динамика жидкой воды // Журнал структурной химии. 2006. Т. 47. Приложение. С. S5–S35.
- 19. Маленков Г.Г. Структура и динамика поверхности тонких пленок и микрокапель воды. // Коллоидный журнал. 2010. Т. 72. № 5. С. 649–659.
- 20. Villermaux E. Mixing Versus Stirring // Annual Review of Fluid Mechanics. 2019. Vol. 51. C. 245–273. https://doi.org/10.1146/annurev-fluid-010518-040306
- 21. Чашечкин Ю.Д. Эволюция тонкоструктурного распределения вещества свободно падающей капли в смешивающихся жидкостях // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2019. Т. 55. № 3. С. 67–77. https://doi.org/10.1134/S0001433819020026
- 22. Чашечкин Ю.Д. Перенос вещества окрашенной капли в слое жидкости с бегущими плоскими гравитационно-капиллярными волнами // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2022. Т. 58. № 2. С. 218–289. https://doi.org/10.31857/S0002351522020031
- 23. Singh A., Kumar P. Droplet impact dynamics onto a deep liquid pool of wavy free surface // Phys. Fluids. 2022. 34. 022107. https://doi.org/10.1063/5.008453
- 24. van Hinsberg N.P., Charbonneau-Grandmaison M. Single-drop impingement onto a wavy liquid film and description of the asymmetrical cavity dynamics // Phys Rev E. 2015. V. 92. 013004. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.92.013004
- 25. УИУ “ГФК ИПМех РАН”: http://www.ipmnet.ru/uniqequip/gfk/#equip.