Стацiонарнi багатозiрковi форми крапель води у присутностi температурного градiєнта
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe61.11.0973Ключові слова:
liquid drop, superheated surface, levitation, star configurationАнотація
Еволюцiя форми крапель рiдини, розташованiй на перегрiтiй поверхнi, є предметом численних дослiджень протягом останнiх десятилiть, оскiльки вона має вiдношення до широкого спектра фiзичних процесiв, починаючи вiд подiлу ядер до особливостей руху планет, i реалiзується в багатьох промислових процесах. В роботi показано, що крапля рiдини, замкнена у сферичнiй щiлинi, здатна набувати багатозiркову форму iз незвично великою кiлькiстю зiрок n, бiльшою за одинадцять. Отриманi результати пояснюються в термiнах багаторазового збурення форми краплi парою, утвореною у промiжку крапля–щiлина, що час вiд часу проривається назовнi. Цей процес супроводжується пульсуючими рухами краплi i появою стацiонарних n-зiркових конфiгурацiй. Також спостережено заморожування краплi, коли ї ї випаровування вiдбувається у послiдовностi заморожених станiв все меншого об’єму. Цi результати можуть знайти застосування для контролю фазових переходiв рiдина–газ на перегрiтих поверхнях i можуть бути використанi для вимiрювання в’язкостi i концентрацiї частинок в суспензiї.
Посилання
D. Bonn, J. Eggers, J. Indekeu, J. Meunier, E. Rolley. Wetting and spreading. Rev. Mod. Phys. 81, 739 (2009) https://doi.org/10.1103/RevModPhys.81.739
D.E. Sullivan, M.M. T. da Gama. in Fluid Interfacial Phenomena, edited by C.A. Croxton (Wiley, 1986), p. 45.
S. Chandrasekhar. The stability of a rotating liquid drop. Proc. R. Soc. London A 286, 1 (1965) https://doi.org/10.1098/rspa.1965.0127
R.A. Brown, L.E. Scriven. The shape and stability of rotating liquid drops. Proc. R. Soc. London A 371, 331 (1980) https://doi.org/10.1098/rspa.1980.0084
K. Ohsaka, E.H. Trinh. Three-lobed shape bifurcation of rotating liquid drops. Phys. Rev. Lett. 84, 1700 (2000) https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.84.1700
T. Tran, H.J.J. Staat, A. Prosperetti, C. Sun, D. Lohse. Drop impact on superheated surfaces. Phys. Rev. Lett. 108, 036101 (2012) https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.108.036101
I.U. Vakarelski, N.A. Patankar, J.O. Marston, D.Y.C. Chan, S.T. Thoroddsen. Stabilization of Leidenfrost vapour layer by textured superhydrophobic surfaces. Nature (London) 489, 274 (2012) https://doi.org/10.1038/nature11418
D.Qu?er?e. Leidenfrost dynamics. Ann. Rev. Fluid Mech. 45, 197 (2013) https://doi.org/10.1146/annurev-fluid-011212-140709
A.-L. Biance, C. Clanet, D. Qu?er?e. Leidenfrost drops. Phys. Fluids 15, 1632 (2003) https://doi.org/10.1063/1.1572161
J.D. Bernardin, I. Mudawar. The Leidenfrost point: Experimental study and assessment of existing models. J. Heat Transfer 121, 894 (1999) https://doi.org/10.1115/1.2826080
I.U. Vakarelski, J.O. Marston, D.Y.C. Chan, S.T. Thoroddsen. Drag reduction by Leidenfrost vapor layers. Phys. Rev. Lett. 106, 214501 (2011) https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.106.214501
T.G. Wang, E.H. Trinh, A.P. Croonquist, D.D. Elleman. Shapes of rotating free drops: Spacelab experimental results. Phys. Rev. Lett. 56, 452 (1986) https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.56.452
D.E. Strier, A.A. Duarte, H. Ferrari, G.B. Mindlin. Nitrogen stars: Morphogenesis of a liquid drop. Physica A 283, 261 (2000) https://doi.org/10.1016/S0378-4371(00)00164-3
S.S. Iqbal, M.W. Mayo, J.G. Bruno, B.V. Bronk, C.A. Batt, J.P. Chambers. A review of molecular recognition technologies for detection of biological threat agents. Biosens. Bioelectron. 15, 549 (2000) https://doi.org/10.1016/S0956-5663(00)00108-1
D. Ivnitski, I. Abdel-Hamid, P. Atanasov, E. Wilkins. Biosensors for detection of pathogenic bacteria. Biosens. Bioelectron. 14, 599 (1999) https://doi.org/10.1016/S0956-5663(99)00039-1
J.J. Hawkes, W.T. Coakley. Force field particle filter, combining ultrasound standing waves and laminar flow. Sens. Actuators B 75, 213 (2001) https://doi.org/10.1016/S0925-4005(01)00553-6
D.D. Joseph, J. Belanger, G.S. Beavers. Breakup of a liquid drop suddenly exposed to a high-speed airstream. Int. J. Multiphase Flow 25, 1263 (1999) https://doi.org/10.1016/S0301-9322(99)00043-9
J. Swift, P.C. Hohenberg. Hydrodynamic fluctuations at the convective instability. Phys. Rev. A 15, 319 (1977) https://doi.org/10.1103/PhysRevA.15.319
M.C. Cross, P.C. Hohenberg. Pattern formation outside of equilibrium. Rev. Mod. Phys. 65, 851 (1993) https://doi.org/10.1103/RevModPhys.65.851
M. Iba?nes, J. Garc?ia-Ojalvo, R. Toral, J.M. Sancho. Noise-induced scenario for inverted phase diagrams. Phys. Rev. Lett. 87, 020601 (2001) https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.87.020601
J. Buceta, K. Lindenberg. Comprehensive study of phase transitions in relaxational systems with field-dependent coefficients. Phys. Rev. E 69, 011102 (2004) https://doi.org/10.1103/PhysRevE.69.011102
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
