Везде

Президиум РАНДоклады Российской академии наук. Физика, технические науки Doklady Physics

  • ISSN (Print) 2686-7400
  • ISSN (Online) 3034-5081

Эволюция картины слияния капли суспензии наночастиц с водой в импактном режиме течения

Вы можете
Код статьи
S3034508125060079-1
DOI
10.7868/S3034508125060079
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Чашечкин Ю.Д.
  • Аффилиация: Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук
Ильиных А.Ю.
  • Аффилиация: Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук
Том/ Выпуск
Том 525 / Номер выпуска 1
Страницы
55-69
Аннотация
Эволюция картины переноса вещества капли наножидкости – суспензии наночастиц оксида железа на начальном этапе слияния с водопроводной водой, впервые прослежена методом высокоскоростной видеорегистрации. Опыты выполнены в импактном режиме, когда кинетическая энергия капли заметно превосходит ее потенциальную поверхностную энергию. В процессе слияния капли наножидкости распадается на тонкие струйки, следы которых образуют линейчатые и сетчатые структуры на поверхности венца и каверны, а также вторгаются сквозь стенки каверны в толщу жидкости, где формируют промежуточный слой. Общая геометрия течения согласуется с картиной растекания капли электролита – разбавленного раствора перманганата калия. Прослежена эволюция структуры со временем на начальном этапе слияния капли.
Ключевые слова
эксперимент капля импакт перенос наночастиц каверна структура лигаменты
Дата публикации
01.12.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
19

Библиография

  1. 1. Worthington A., Cole R. Impact with a liquid surface, studied by the aid of instantaneous photography // Phil. Trans. R. Soc. Lond. A. 1897. V. 189. P. 137–148. https://doi.org/10.1098/rsta.1897.0005
  2. 2. Fernández-Raga M., Cabeza-Ortega M., González-Castro V. et al. The Use of high-speed cameras as a tool for the characterization of raindrops in splash laboratory studies // Water. 2021. V. 13. P. 2851. https://doi.org/10.3390/w13202851
  3. 3. Wang H., Liu S., Bayeul-Lainé A.-C. et al. Analysis of high-speed drop impact onto deep liquid pool // J. of Fluid Mech. 2023. V. 972. A31. DOI: 10.1017/jfm.2023.701
  4. 4. Чашечкин Ю.Д. Закономерности распределения вещества свободно падающей окрашенной капли в прозрачной принимающей жидкости (обзор) // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2025. № 1. C. 34–76. DOI: 10.1134/S0015462824604315
  5. 5. Chashechkin Yu. The laws of the matter distribution in a colored free-falling drop in a transparent target fluid (Review) // Fluid Dyn. 2024; Vol. 59 (6), р. 1693–1734. DOI: 10.1134/S0015462824604315
  6. 6. Das S., Choi S., Yu W. et al. Nanofluids: Science and Technology. Wiley-Interscience, 2008. 416 p.
  7. 7. Awais M., Ullah N., Ahmad J. et al. Heat transfer and pressure drop performance of nanofluid: A state-of-the-art review // Int. J. of Thermofluids. 2021. № 9. P. 100065. https://doi.org/10.1016/j.ijft.2021.100065
  8. 8. Yang L., Tian J., Ding Y. et al. The physics of phase transition phenomena enhanced by nanoparticles // Appl. Phys. Rev. 2025. V. 12. P. 011307. https://doi.org/10.1063/5.0200714
  9. 9. Grishaev V., Iorio C., Dubois F. et al. Impact of particle-laden drops: Particle distribution on the substrate // J. of Colloid and Interface Sci. 2017. V. 490(15). P. 108–118. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2016.11.038
  10. 10. Shah P., Driscoll M. Drop impact dynamics of complex fluids: a review // Soft Matter. 2024. V. 20. P. 4839–4858. DOI: 10.1039/D4SM00145A
  11. 11. Yan B., Tang X. Impact Dynamics of Droplet Containing Particle Suspensions on Deep Liquid Pool. Cornell University, 2023. https://doi.org/10.48550/arXiv.2306.16543
  12. 12. Zhang Y., Mu Z., Wei Y. et al. Evolution of the heavy impacting droplet: Via a vortex ring to a bifurcation flower // Phys. of Fluids. 2021. V. 33. P. 113603. https://doi.org/10.1063/5.0064072
  13. 13. Peck B., Sigurdson L. The three-dimensional vortex structure of an impacting water drop // Phys. of Fluids. 1994. V. 6(2). P. 564–576. DOI: 10.1063/1.868352
  14. 14. Чашечкин Ю.Д., Ильиных А.Ю. Задержка формирования каверны в интрузивном режиме слияния свободно падающей капли с принимающей жидкостью // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2021. Т. 496. С. 34–39. DOI: 10.31857/S268674002101003X
  15. 15. Chashechkin Yu, Ilinykh A. The delay in cavity formation in the intrusive coalescence of a freely falling drop with a target fluid // Doklady Phys. 2021; Vol. 66 (1), р. 20–25. DOI: 10.1134/S102833582101002X
  16. 16. Chashechkin Yu., Ilinykh A. Intrusive and impact modes of a falling drop coalescence with a target fluid at rest // Axioms. 2023. V. 12(4). P. 374. https://doi.org/10.3390/axioms12040374
  17. 17. Чашечкин Ю.Д., Ильиных А.Ю. Перенос вещества капли при формировании первичной каверны // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2023. Т. 508. С. 42–52. DOI: 10.31857/S2686740022060062
  18. 18. Chashechkin Yu., Ilinykh A. Transfer of drop material during the formation of a primary cavern // Doklady Phys. 2023; Vol. 68 (1), р. 1–10. DOI: 10.1134/S1028335822120023
  19. 19. Worthington A. A Study of Splashes. Longmans, Green, and Co.: London, UK, 1908. 96 p. https://www.gutenberg.org/ebooks/39831
  20. 20. Ilinykh A. Spreading of a Multicomponent drop in water: Solutions and suspensions // Fluid Dyn. & Materials Proc. 2020. V. 16(4). P. 723–735. DOI: 10.32604/fdmp.2020.08987
  21. 21. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1986. 736 с.
  22. 22. Landau, L.D. and Lifshitz, E.M. Fluid Mechanics, Pergamon Press: Oxford, 1987. 558 p.
  23. 23. Chashechkin Y.D. Foundations of engineering mathematics applied for fluid flows // Axioms. 2021. V. 10(4). P. 286. https://doi.org/10.3390/axioms10040286
  24. 24. УИУ “ГФК ИПМех РАН”: Гидрофизический комплекс для моделирования гидродинамических процессов в окружающей среде и их воздействия на подводные технические объекты, а также распространения примесей в океане и атмосфере. http://www.ipmnet.ru/uniqequip/gfk/#equip
  25. 25. GFK IPMech RAS: Hydrophysical Complex for Modeling Hydrodynamic Processes in the Environment and their Impact on Underwater Technical Objects, as well as the Spread of Impurities in the Ocean and Atmosphere. https://ipmnet.ru/uniqequip/gfk/
  26. 26. Чашечкин Ю.Д., Ильиных А.Ю. Множественные выбросы брызг при ударе капли // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2020. Т. 494. С. 42–46. DOI: 10.31857/S2686740020050181
  27. 27. Chashechkin Yu., Ilinykh A. Multiple emissions of splashes upon drop impact // Doklady Phys. 2020; Vol. 65 (10); р. 384–388. DOI: 10.1134/S1028335820100067
  28. 28. Чашечкин Ю.Д. Эволюция тонкоструктурного распределение вещества свободно падающей капли в смешивающихся жидкостях // Изв. РАН. Физ. атм. океана. 2019. Т. 55(3). С. 67–77. DOI: 10.1134/S0001433819020026
  29. 29. Chashechkin Yu. Evolution of the fine structure of the matter distribution of a free-falling droplet in mixing liquids // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Phys. 2019; Vol. 55 (3), р. 285–294. DOI: 10.1134/S0001433819020026
  30. 30. Джудар Б., Ильиных А.Ю., Чашечкин Ю.Д. Формирование всплывающего вихря при слиянии капли этанола с водой в интрузивном режиме // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2024. Т. 517. С. 18–28. DOI: 10.31857/S2686740024040046
  31. 31. Djoudar B., Ilinykh A.Yu., Chashechkin Yu.D. Formation of a rising vortex during the merging of an ethanol droplet with water in the intrusive regime // Doklady Phys. 2024; Vol. 517; р. 18–28. DOI: 10.31857/S2686740024040046
  32. 32. Chen X., Mandre S., Feng J. Partial coalescence between a drop and a liquid-liquid interface // Phys. of Fluids. 2006;18(5):051705. https://doi.org/10.1063/1.2201470
  33. 33. Wu Z., Hao J., Lu J. et al. Small droplet bouncing on a deep pool // Phys. Fluids. 2020. V. 32(1). 012107. https://doi.org/10.1063/1.5132350
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека