REGISTRATION OF SOUND PACKETS WHEN A FALLING DROP MERGES WITH A LIQUID IN AN ELECTROSTATIC FIELD

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

For the first time, synchronized video recording of the flow pattern and acoustic pressure by a hydrophone was performed during the merging of a falling drop of distilled water with a liquid at rest in an electrostatic field. The generator anode is connected to the tip of a capillary drop dispenser, the flat cathode is placed on the bottom of a pool filled with tap water. In the impact flow mode, when the kinetic energy of the falling drop significantly exceeds its potential surface energy, a reduction in the chronogram duration, a refinement of the flow pattern and an increase in the frequency of the resonant packet are observed when the electrostatic field is applied. The observed changes indicate a strong influence of the electrostatic field on the structure of droplet flows in the phase of formation and separation of gas cavities emitting resonant acoustic signals.

Sobre autores

Yu. Chashechkin

Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of the Russian Academy of Sciences

Email: chakin@ipmnet.ru
Moscow, Russia

V. Prokhorov

Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of the Russian Academy of Sciences

Email: prohorov@ipmnet.ru
Moscow, Russia

Bibliografia

  1. Mudiar D., Pawar S., Gopalakrishnan V. et al. Electric field enlarges rain drops beneath electrified clouds: Observational evidence // Geophysical Research Letters. 2021. V. 48. e2021GL093577. https://doi.org/10.1029/2021GL093577
  2. Prosperetti A., Ogitz H. The impact of drops on liquid surfaces and the underwater noise of rain // Ann. Rev. Fluid Mech. 1993. V. 25. P. 577–602. https://doi.org/10.1146/annurev.fl.25.010193.003045
  3. Ipatev A.M., Shurpaev S.N. Etiudy o groze: Ogni sv. El'ma, svechenie voronok smerchei, raznye molnii. M.: Direkt-Media, 2021.
  4. Zeleny J. The electrical discharge from liquid points, and a hydrostatic method of measuring the electric intensity at their surfaces // Phys. Rev. 1914. V. 3(2). P. 69–91. https://doi.org/10.1103/PhysRev.3.69
  5. Tucker N., Stanger J., Staiger M.P. et al. The history of the science and technology of electrospinning from 1600 to 1995 // J. Eng. Fibers Fabr., Special iss. 2012. V. 7(2). P. 63–71. https://doi.org/10.1177/155892501200702510
  6. Wesdeniotis C., Williams-Pavlantos K., Keating A. et al. Mass spectrometry of polymers: A tutorial review // Mass Spectrom. Rev. 2023. V. 43. Iss. 3. P. 472–476. https://doi.org/10.1002/mas.21844
  7. Chashechkin Yu.D., Prokhorov V.E. Vliianie elektricheskogo polia na dinamiku strukturnykh komponentov techeniia pri gravitatsionnom otryve kapli vody // Izvestiia RAN. Mekhanika zhidkosti i gaza. 2024. № 3. S. 29–42.
  8. Löwe J., Kempf M., Hinrichsen V. Mechanical and Electrical Phenomena of Droplets Under the Influence of High Electric Fields // Droplet Dynamics Under Extreme Ambient Conditions / Eds. K. Schulte, C. Tropea, B. Weigand. Cham: Springer, 2022. https://doi.org/10.1007/978-3-031-09008-0_18
  9. Santra S., Behera N., Chakraborty S. Modulating droplet electrophydrodynamics via the interplay of extensional flow and an alternating current electric field // Physics of Fluids. 2024. V. 36. 102017. https://doi.org/10.1063/5.0231224
  10. Chashechkin Yu.D., Prokhorov V.E. Aero- i gidroakustika udara svobodno padaiushchei kapli o poverkhnost' vody // DAN. 2010. T. 434. № 1. S. 51–55.
  11. Sanderson H., Czub M., Jakacki J. et al. Environmental impact of the explosion of the Nord Stream pipelines // Sci. Rep. 2023. V. 13. 19923. https://doi.org/10.1038/s41598-023-47290-7
  12. Kathiravelu G., Lucke T., Nichols P. Rain Drop Measurement Techniques: A Review // Water. 2016. V. 8. № 1. 29. https://doi.org/10.3390/w8010029
  13. Guo Zhen Z., Zhao Hui L., De Yong F. Experiments on ring wave packet generated by water drop // Chin. Sci. Bull. 2008. V. 53. P. 1634–1638. https://doi.org/10.1007/s11434-008-0246
  14. Prokhorov V.E. Underwater gas bubbles produced by droplet impact: mechanism to trigger volumetric oscillations // Phys. Fluids. 2023. V. 35. 033314. https://doi.org/10.1063/5.0140484
  15. Chashechkin Yu.D., Ilinykh A.Y. Intrusive and impact modes of a falling drop coalescence with a target fluid at rest // Avions. 2023. V. 12. № 4. 374. https://doi.org/10.3390/axioms12040374
  16. Landau L.D., Lifshits E.M. Gidrodinamika. M.: Nauka, 1986.
  17. Chashechkin Yu.D. Foundations of engineering mathematics applied for fluid flows // Avions. 2021. V. 10. 286. https://doi.org/10.3390/axioms10040286
  18. Feistel R. Thermodynamic properties of seawater, ice and humid air: TEOs-10, before and beyond // Ocean Sciences. 2018. V. 14. P. 471–502.
  19. Notz P.K., Basaran O.A. Dynamics of drop formation in an electric field // J. Colloid Interface Sci. 1999. V. 213. № 1. P. 218–237. https://doi.org/10.1006/jcis.1999.6136
  20. UIU "GFK IPMekh RAN": Gidrofizicheskii kompleks dlia modelirovaniia gidrodinamicheskikh protsessov v okruzhaiushchei srede i ikh vozdeistviia na podvodnye tekhnicheskie ob"ekty, a takzhe rasprostraneniia primesei v okeane i atmosfere. https://ipmnet.ru/uniqequjp/gfk/
  21. Chashechkin Yu.D. Zakonomernosti raspredeleniia veshchestva svobodno padaiushchei okrashennoi kapli v prozrachnoi prinimaiushchei zhidkosti (obzor) // Izvestiia RAN. Mekhanika zhidkosti i gaza // 2025. № 1. S. 34–76.
  22. Prokhorov V.E. Acoustics of oscillating bubbles when a drop hits the water surface // Phys. Fluids. 2021. V. 33. 083314. https://doi.org/10.1063/5.0058582
  23. Chashechkin Yu.D., Il'inykh A.Iu. Razryv spadaiushchego vspleska – dinamicheskogo sleda sliianiia svobodno padaiushchei kapli s pokoiashcheisia prinimaiushchei zhidkost'iu // Doklady RAN. Fizika, tekhnicheskie nauki. 2022. T. 505. S. 50–58.
  24. Gillon G., Dere C., Genevaux J.-M. et al. A new insight on a mechanism of air-borne and underwater sound of a drop impacting a liquid surface // Phys. Fluids. 2020. V. 32. № 6. 062004.
  25. Li E.Q., Thoraval M.-J., Marston J.O. et al. Early azimuthal instability during drop impact // J. Fluid Mech. 2018. V. 848. P. 821–835. https://doi.org/10.1017/jfm.2018.383

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

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».