A focused liquid jet formed by a water hammer in a test tube
Сфокусированный всплеск, образованный гидроударом в пробирке

Akihito Kiyama, Yoshiyuki Tagawa, Keita Ando and Masaharu Kameda

2015

Статья посвящена исследованию движения поверхности раздела газа и жидкости в пробирке, вызванного ускорением от импульсного воздействия. Мы проводим простые эксперименты, в которых пробирка, частично наполненная жидкостью, падает и ударяется о твердый пол. Выгнутый раздел газа и жидкости в пробирке меняет направление движения и формирует продолговатую струю (так называемый «сфокусированный всплеск»). В наших экспериментах также возникает вибрация раздела либо рост скорости всплеска, сопровождающийся возникновением кавитации в столбе жидкости. Эти феномены нельзя объяснить, рассматривая импульс давления с помощью классического анализа потенциальных потоков, который не дает количественной оценки для конечных скоростей звука и не рассматривает фазовый переход. Мы моделируем гидроудар как результат одномерного распространения продольной волны и ее взаимодействия с границами при рассогласовании акустического сопротивления. Для описания взаимодействий продольной волны и возникновения кавитации применяется метод характеристик. Предложенная модель позволяет нам объяснить нестабильные явления в струе жидкости.

Статья полностью:  здесь и здесь.