Physics of Fluids: Угол вытягивания играет важную роль в гидродинамике плавающих сфер

Вдохновленная необходимостью защиты морских животных и продвижения устойчивых решений в морской среде, междисциплинарная группа исследователей из Университета науки и технологии имени короля Абдаллы, Саудовская Аравия, и Софийского университета, Болгария, изучает гидродинамику плавучих объектов на границе раздела воздух-вода.

Их цель — расширить понимание гидродинамики жидкостей и сложных поверхностных взаимодействий, а также способствовать развитию таких областей, как проектирование и эксплуатация морских инженерных систем, систем буев и подводных аппаратов.

В журнале Physics of Fluids издательства AIP группа исследователей представила результаты изучения динамики плавучих сфер (можно сказать, скачущих камней) на границе раздела воздух-вода. Их работа выявила сложную гидродинамику, связанную с формированием горизонтальных воздушных полостей и переходом от плавания к скачку.

Изучение гидродинамики и физики в контексте плавучести включает в себя несколько ключевых принципов: плавучесть, гидродинамика, сопротивление жидкости и число Рейнольдса.

Плавучесть относится к силе, действующей на объект, погруженный в жидкость, а гидродинамика рассматривает движение жидкости и ее взаимодействие с твердыми объектами.

Сопротивление жидкости, или сопротивление, возникает, когда объект, движущийся в жидкости, испытывает сопротивление, обусловленное трением между его поверхностью и жидкостью. Это сопротивление зависит от таких факторов, как форма, размер, скорость объекта и свойства жидкости.

Для дальнейшего анализа поведения жидкости ученые используют безразмерный параметр — число Рейнольдса — для определения типа течения вокруг объекта.

Один из ключевых выводов команды состоит в том, что по мере увеличения силы притяжения и скорости движения сфер их поведение становится более неравномерным.

Сферы демонстрируют колебательные движения, погружаясь в воду, поднимаясь к поверхности воды и пробивая ее, а также прикрепляясь к подводным воздушным полостям в горизонтальном направлении, — сообщил соавтор Фаррух Камолиддинов из KAUST.

Также выяснмилось, что увеличение угла вытягивания приводит к разной длине воздушных полостей, увеличению расстояния между ними и более раннему выходу из воды — это означает, что угол вытягивания играет важную роль в формировании гидродинамики плавучих сфер.

При этом полость сохраняет устойчивое горизонтальное движение с постоянной скоростью на определенном расстоянии. Формирование воздушной полости имеет ярко выраженные особенности, включая форму перевернутого крыла и турбулентный след за ним. Это устойчивое и контролируемое горизонтальное движение полости позволяет понять сложную гидродинамику и открывает путь к дальнейшим исследованиям и приложениям.

Понимание динамики плавучей сферы и формирования полости может вдохновить на новые разработки и инновации в областях, выходящих за рамки морской техники, — сказал Камолиддинов.

Оно может привести к созданию новых движителей, стратегий снижения сопротивления, жидкостных движителей и жидкостных устройств, использующих свойства плавучих сфер.

11.07.2023


Подписаться в Telegram



Биосфера

Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак
Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак

Крошечный корень растения толщиной не бол...

Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый
Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый

Козы могут отличить счастливого человека от&nb...

Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса
Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса

Всем живым существам необходим сон. Когда люди...

Current Biology: Одомашнивание растений влияет на их микробиом
Current Biology: Одомашнивание растений влияет на их микробиом

Новое исследование, проведенное под руков...

Journal of the Geological Society: В окаменелостях нашли ключевые следы эволюции
Journal of the Geological Society: В окаменелостях нашли ключевые следы эволюции

Исследование, проведенное под руководство...

Current Biology: Созданы дрожжи, питающиеся светом
Current Biology: Созданы дрожжи, питающиеся светом

Возможно, вы знаете дрожжи как орган...

Nature Ecology & Evolution: Ученые секвенировали первый геном из класса Myxini
Nature Ecology & Evolution: Ученые секвенировали первый геном из класса Myxini

Международному научному коллективу, состоящему...

Science: Как морские улитки перешли от откладывания яиц к живорождению
Science: Как морские улитки перешли от откладывания яиц к живорождению

Яйцо действительно появилось первым. Откладыва...

Nature Microbiology: Ученые раскрыли тайну хищных бактерий
Nature Microbiology: Ученые раскрыли тайну хищных бактерий

Как природные антимикробные хищные бактерии сп...

Carbohydrate Polymers: Культурная ламинария теперь может быть не хуже дикороса
Carbohydrate Polymers: Культурная ламинария теперь может быть не хуже дикороса

Норвегия экспортирует продукцию, полученную из...

Nature Catalysis: Сделан первый шаг к синтетической фиксации CO2 в живых клетках
Nature Catalysis: Сделан первый шаг к синтетической фиксации CO2 в живых клетках

Синтетическая биология дает возможность создав...

ZooKeys: В Азии ученые открыли новый вид игуаны Calotes wangi
ZooKeys: В Азии ученые открыли новый вид игуаны Calotes wangi

К богатой фауне рептилий Азии присоединилась н...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Ученые намерены глубже понять жизнь на Земле благодаря имиджеомике
Ученые намерены глубже понять жизнь на Земле благодаря имиджеомике
Как выглядит работающий рекламный баннер
Как выглядит работающий рекламный баннер
В США растет число госпитализаций из-за гепатита и алкоголя
В США растет число госпитализаций из-за гепатита и алкоголя
Ученые рекомендуют включать настольные игры с цифрами в образовательный процесс для детей младшего возраста
Ученые рекомендуют включать настольные игры с цифрами в образовательный процесс для детей младшего возра...

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса