Экспериментальное исследование полей потока вблизи движущейся линии контакта жидкость-жидкость

В исследовании, опубликованном в Европейском физическом журнале Special Topics, Хариш Диксит из Индийского технологического института Хайдарабада и его коллеги изучают движение линии контакта, образующейся на границе раздела двух несмешивающихся жидкостей и твердого тела. Эксперименты заполняют пробел в гидродинамике и предлагают механизм наложенных граничных условий, который ускользает от математического описания. Учёные заполнили прямоугольный резервуар двумя слоями жидкости — силиконовым маслом поверх сахарной воды — с одинаковой плотностью, но значительно разной вязкостью. Исследователи поместили предметное стекло на край резервуара, которое они могли перемещать вертикально, создавая движущуюся линию контакта. Используя технику, которая отслеживает крошечные частицы, попавшие в жидкости и освещенные лазерным светом, исследователи одновременно нанесли на карту поле потока по обе стороны границы раздела жидкость-жидкость, перемещая предметное стекло. Они обнаружили, что скорости потока быстро уменьшались вблизи линии контакта. Кроме того, граница раздела жидкости, казалось, скользила по движущемуся предметному стеклу, а не оставалась прижатой к нему, что устраняло кажущуюся «сингулярность» в моделях, которые накладывают граничные условия, препятствующие скольжению, на движущейся стенке.

Открыт новый принцип движения в жидких кристаллах

Физики заметили, что пузырьки воздуха внутри жидкого кристалла могут двигаться в одном направлении, периодически изменяя свои размеры, в отличие от симметричного роста или сжатия, обычно наблюдаемого в пузырьках воздуха в других средах. Введя в жидкий кристалл пузырьки воздуха размером с человеческий волос и манипулируя давлением, учёные смогли продемонстрировать это необычное явление. Ключ к явлению лежит в создании фазовых дефектов внутри структуры жидкого кристалла рядом с пузырьками воздуха. Эти дефекты нарушают симметричную природу пузырьков, позволяя им испытывать однонаправленную силу, несмотря на их симметричную форму. Поскольку пузырьки воздуха колеблются в размерах, толкая и притягивая окружающие их жидкие кристаллы, они движутся в одном и том же направлении, игнорируя традиционные законы физики.

Физики УрФУ выяснили, что на ядре Земли растут дендриты со скоростью 18 метров в 100 тыс. лет

На твердом ядре Земли нарастают дендриты (как сталагмиты в пещерах), происходит это за счет охлаждения, которое является движущей силой кристаллообразования. Нарастание дендритов происходит со скоростью примерно 18 метров за 100 000 лет. К такому выводу пришли физики Уральского федерального университета, которые развили математическую модель роста ядра Земли. Расчеты и результаты моделирования ученые опубликовали в журнале Crystals. Исследование выполнено при финансовой поддержке РНФ (проект № 21-79-10012) и Минобрнауки России (проект № ФЭУЗ-2023-0022).

Квантово-метрический нелинейный эффект Холла в топологической антиферромагнитной гетероструктуре

Международная группа исследователей, включая команду из Центра развития топологических полуметаллов (CATS), энергетического исследовательского центра при Управлении науки Министерства энергетики США, возглавляемого Национальной лабораторией Эймса, экспериментально продемонстрировала новый тип нелинейного эффекта Холла. Этот эффект Холла обусловлен квантовой метрикой, которая определяет расстояния между электронными волновыми функциями внутри кристалла. Экспериментальную работу возглавляли ученые Гарвардского университета, а теоретическое моделирование разрабатывалось в лаборатории Эймса. Этот проект представляет собой первое экспериментальное доказательство нелинейного эффекта Холла, который до сих пор был только теоретически обоснован.

Распространения ультразвуковых волн в жидкостях, содержащих инкапсулированные пузырьки

Ученые из Университета Цукуба получили новое теоретическое уравнение распространения ультразвуковых волн через жидкости, содержащие инкапсулированные пузырьки. Они обнаружили, что включение сжимаемости оболочки пузыря было жизненно важным для точного предсказания поведения звуковых волн. Эта работа может привести к улучшению разрешения ультразвуковых изображений на основе разработки улучшенных контрастных веществ. Работа опубликована в журнале Physics of Fluids.

Почему пузырьки шампанского поднимаются по прямой траектории?

Выводы, описанные в новом исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Fluids, основаны на серии численных и физических экспериментов, включая, конечно же, разливание бокалов с шампанским, пивом, газированной водой и игристым вином. Результаты не только объясняют, что придает шампанскому линию пузырьков, но и могут иметь важное значение для понимания пузырьковых потоков в области гидромеханики.

Генерация спиралевидных узоров Ферма в водной двухфазной системе путем намотки, управляемой раствором Марангони

Команда под руководством профессора Андерсона Хо Чунг Шума с факультета машиностроения Гонконгского университета (HKU) совершила ключевой прорыв в гидродинамике, разработав трехмерную транспортную систему Марангони в двухфазной водной системе. Проект осуществлялся в сотрудничестве с профессором Нилом Рибе из Университета Париж-Сакле. Взаимодействие между солью (CaCl2) и анионогенным поверхностно-активным веществом (додецилбензолсульфонат натрия) создает градиенты поверхностного натяжения, которые управляют процессом переноса. Открытие опубликовано в Nature Communications.

Механизм нестабильности периодического движения пузырьков в парадоксе Леонардо да Винчи из Лестерского кодекса

Профессор Мигель Анхель Эррада из Университета Севильи и профессор Йенс Г. Эггерс из Бристольского университета открыли механизм, объясняющий нестабильное движение пузырьков, поднимающихся в воде. По словам исследователей, результаты, которые опубликованы в журнале PNAS, могут быть полезны для понимания движения частиц, поведение которых является промежуточным между твердым телом и газом. Исследователи предлагают механизм нестабильности траектории пузыря, при котором периодическое наклонение пузыря изменяет его кривизну, тем самым влияя на восходящую скорость и вызывая колебание траектории, наклоняя сторону пузыря, чья кривизна увеличилась. Затем, когда жидкость движется быстрее и давление жидкости падает вокруг поверхности с большой кривизной, дисбаланс давления возвращает пузырек в исходное положение, перезапуская периодический цикл.

Использование магнитного поля для дистанционного управления границей воздух-вода

Междисциплинарное исследование, проведенное Кластером микрофлюидики UPV/EHU, выявило и охарактеризовало новую систему, включающую использование внешнего магнитного поля для управления границей воздух-вода. Исследование является частью европейского мультидисциплинарного проекта MAMI, в котором участвуют группы и компании из шести стран. Работа была представлена ​​на обложке журнала Langmuir.

Новый метод подробно исследует границу раздела газ-жидкость

Граница между газами и жидкостями встречается во всей природе. Это также важно для многих промышленных процессов. Чтобы улучшить понимание границы раздела газ-жидкость, исследователи разработали аппарат для изучения реакций между молекулами газа и легколетучими жидкостями с новым уровнем детализации.