Relaxation phenomena and electromagnetic emission of oscillating cloud droplets

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A theoretical study of the effect of relaxation processes in water on the intensity of electromagnetic radiation of an oscillating charged drop of water, which is accepted as viscous and incompressible, was carried out. A theoretical analytical expression of the dispersion equation of an oscillating and radiating drop having the form of a complex algebraic expression of the fifth degree is derived. The charge relaxation effect in an oscillating charged water droplet affects the intensity of electromagnetic radiation by it through the conductivity of the water. The greatest intensity of electromagnetic radiation is characteristic of a drop of an ideally conductive liquid. It is an order of magnitude higher than the radiation intensity of a drop of liquid with finite conductivity. The lowest radiation intensity will be for a drop of dielectric liquid with a frozen charge. The surface tension relaxation effect affects the electromagnetic emission of the charged oscillating droplet by disrupting the order of the surface water molecules and changing the magnitude of the surface tension coefficient. The water viscosity relaxation effect does not have a noticeable effect on the decaying capillary oscillations and electromagnetic radiation of cloud droplets.

About the authors

A. I. Grigor’ev

Institute of Problems of Mechanics of A.Yu. Ishlinsky RAS

Email: grigorai@mail.ru
Vernadskogo Ave., 101, bld. 1, Moscow, 119526

N. Y. Kolbneva

Yaroslavl State University named after P.G. Demidov

Sovetskaya St., 14, Yaroslavl, 150000

S. O. Shiryaeva

Yaroslavl State University named after P.G. Demidov

Sovetskaya St., 14, Yaroslavl, 150000

References

  1. Аджиев А.Х., Керефова З.М., Кузьмин В.А. Грозовое электричество и молниевые разряды на Северном Кавказе // Вестник Владикавказского научного центра. 2024. Т. 24. № 3. С. 68–72. https://doi.org/10.46698/VNC.2024.46.26.001
  2. Белов П.А., Жакин А.И., Кузько Е.А. ЭГД неустойчивость свободной поверхности // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. Т. 42. № 3. Ч. 1. С. 31–37.
  3. Агеева Е.В., Агеева А.Е. Влияние свойств рабочей жидкости на размерные характеристики порошков, полученных в условиях электроэрозионной металлургии отходов безвольфрамового твердого сплава TH20 // Металлург. 2024. № 5. С. 109–114.
  4. Гасанов И.С., Салаев Э.Ю., Гурбанов И.И. Капиллярная неустойчивость и эмиссия нанокапель в острийном источнике ионов // Прикладная физика. 2005. № 5. С. 46–49.
  5. Григорьев А.И., Ширяева С.О. О влиянии физико-химических характеристик жидкостей на закономерности их электродиспергирования // Коллоидный журнал. 2021. Т. 83. № 5. С. 532–539. https://doi.org/10.31857/S0023291221050050
  6. Левачева Г.А., Маныкин Э.А., Полуэктов П.П. О спектре колебаний форм мицеллярной частицы // МЖГ. 1985. № 2. С. 17–22.
  7. Григорьев А.И., Колбнева Н.Ю., Ширяева С.О. О некоторых особенностях преобразования энергии капиллярных волн на поверхности жидкости при наличии динамического поверхностного натяжения // Коллоидный журнал. 2023. Т. 85. № 3. С. 263–276. https://doi.org/10.31857/S0023291223600128
  8. Григорьев А.И., Колбнева Н.Ю., Ширяева С.О. О влиянии эффекта релаксации вязкости жидкости на интенсивность электромагнитного излучения осциллирующей заряженной капли // Коллоидный журнал. 2023. Т. 85. №. 4. С. 483–501. https://doi.org/10.31857/S0023291223600438
  9. Белов П.А., Жакин А.И. Экспериментальные исследования электростатического диспергирования жидкостей с быстрой релаксацией заряда при различных вязкостях и коэффициентах поверхностного натяжения // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 5 (44). Ч. 2. С. 215–221.
  10. Кочурова Н.Н., Русанов А.И. Релаксация поверхностных свойств водных растворов поверхностно-активных веществ и механизм адсорбции // Успехи химии. 1993. Т. 62. № 12. С. 1150-1163. https://doi.org/10.1070/RC1993v062n12ABEH000065
  11. Быковский Ю.А., Маныкин Э.А., Нахутин И.Е., Полуэктов П.П., Рубежный Ю.Г. Спектр поверхностных колебаний жидкости с учетом релаксационных эффектов // ЖТФ. 1976. Т. 46. № 10. С. 2211–2213.
  12. Бадмаев Б.Б., Базарон У.Б., Лайдабон Ч.С., Дерягин Б.В. Сдвиговые механические свойства полимерных жидкостей и их растворов // ДАН СССР. 1992. Т. 322. № 2. С. 307–311.
  13. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. Л.: Наука. 1975. 592 с.
  14. Ширяева С.О., Григорьев О.А. О капиллярном движении вязкоупругой жидкости с заряженной свободной поверхностью // ЖТФ. 2000. Т. 70. № 8. С. 39–44.
  15. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости. М.: Наука. 1987. 248 с.
  16. Френкель Я.И. Теория явлений атмосферного электричества. Л.-М.: ГОСТЕХТЕОРИЗДАТ. 1949. 158 с.
  17. Hauner I.M., Deblais A., Beattie J.K, Kellay H., Bonn D. The dynamic surface tension of water // J. Phys. Chem. Lett. 2017. V. 8. № 7. P. 1599–1603. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.7b00267
  18. Owens D.K. The dynamic surface tension of sodium dodecyl sulfate solutions // J. Colloid Interface Sci. 1969. V. 29. № 3. P. 496–501.
  19. Кристенсен Р. Введение в теорию вязкоупругости. М.: Мир. 1974. 338 с.
  20. Белоножко Д.Ф., Григорьев А.И. О корректной форме записи закона сохранения количества вещества на движущейся границе раздела двух жидких сред // ЖТФ. 2004. Т. 74. № 11. С. 22–27.
  21. Найфе А.Х. Методы возмущений. М.: Мир. 1976. 455 с.
  22. Лазарянц А.Э., Ширяева С.О., Григорьев А.И. Скаляризация векторных краевых задач. М.: Русайнс. 2020. 140 с.
  23. Абрамовиц М., Стиган И. Справочник по специальным функциям. М.: Наука. 1979. 830 с.
  24. Мазин И.П., Хргиан А.Х., Имянитов И.М. Облака и облачная атмосфера. Справочник. Л.: Гидрометеоиздат. 1989. 647 с.
  25. Кашлева Л.В., Михайловский Ю.П., Михайловский В.Ю. Механизмы электризации облачных гидрометеоров в грозовых облаках // Ученые записки РГГМУ. 2016. № 45. С. 119–131.
  26. Калечиц В.И., Нахутин И.Е., Полуэктов П.П. О возможном механизме радиоизлучения конвективных облаков // ДАН СССР. 1982. Т. 262. № 6. С. 1344–1347.
  27. Стерлядкин В.В. Натурные измерения колебаний капель осадков // Известия АН СССР. ФАО. 1988. Т. 24. № 6. С. 613–621.
  28. Алексеев В.Б. Теорема Абеля в задачах и решениях. М.: МЦНМО. 2001. 192 с.
  29. Григорьев А.И. О некоторых закономерностях реализации неустойчивости сильно заряженной вязкой капли // ЖТФ. 2001. Т. 71. № 10. С. 1–7. (13) (45)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».