Раскрыта тайна замерзания переохлажденных капель воды

Самые ранние этапы замораживания почти не зависят от факторов окружающей среды, поэтому физики быстро охладили капли в вакууме, чтобы зафиксировать эти этапы. Дифракция образовавшихся кристаллов льда показала, что вскоре после начала процесса замораживания образовалась кристаллическая структура. Дифракция от оставшейся жидкости между кристаллами льда показала узоры, похожие на то, что можно увидеть на поверхности льда, где есть сверхтонкий слой, который не является ни жидким, ни твёрдым. Также обнаружено, что лед образует напряженные или напряженные шестиугольные кристаллы сразу после замерзания. Эта неожиданная структура является временным, нестабильным состоянием, которое предшествует образованию льда с другими видами аномалий в кристаллической структуре.

Наблюдения за потоком турбулентности на башенной платформе выявили механизм модуляции ветрового волнения приземным ветром

Недавно в журнале Science China Earth Sciences было опубликовано исследование доцента Шэн Чена и профессора Фанли Цяо из Первого института океанографии Министерства природных ресурсов. Данные наблюдений с платформы на базе береговой башни используются для выявления механизма модуляции ветрового волнения на ветровую нагрузку, и было обнаружено, что ветровая волна может увеличивать ветровую нагрузку.

Статистика универсальной скорости в затухающей турбулентности

Эксперименты в уникальной аэродинамической трубе Института динамики и самоорганизации им. Макса Планка (MPI-DS) в Геттингене показывают, что законы, сформулированные более 80 лет назад, и их дополнения не полностью объясняют турбулентные течения. Избирательно генерируя турбулентность и используя активную сетку, разработанную в MPI-DS соавтором Грегом Бьюли из Корнельского университета, показано, что систематические отклонения от предсказаний Колмогорова возникают даже при самой сильной турбулентности. Это означает, что вихри среднего размера в реальных потоках не полностью отделены от очень больших вихрей за счет переноса энергии, как предполагалось с 1941 г. Более того, эти новые результаты универсальны и не зависят от силы турбулентности в системе. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Ультразвуковые манипуляции и экструзия активных наностержней

Акустические волны могут контролировать сортировку частиц. Хотя исследователям удавалось отделять частицы по форме — например, бактерии от других клеток — в течение многих лет, способность контролировать их движение до сих пор оставалась в значительной степени нерешенной проблемой. Используя ультразвуковую технологию и микроканальное сопло, исследователи штата Пенсильвания разделяли, контролировали и выбрасывали различные частицы в зависимости от их формы и различных свойств. Свои результаты они опубликовали в журнале Small.

Создание изолированного турбулентного шарика, питаемого вихревыми кольцами

Буря в стакане воды: физики совершили прорыв в создании турбулентности. Группа ученых из Чикагского университета впервые придумала способ создания удерживаемой турбулентности в резервуаре с водой. Они используют кольцо струй для продувки петель до тех пор, пока не сформируется и не задержится изолированный «шар» турбулентности.

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.

Визуализация квантованных вихревых колец в сверхтекучем гелии для оценки квантовой диссипации

Ученые Осакского столичного университета численно исследовали взаимодействие между квантованным вихрем и нормальной жидкостью. Основываясь на экспериментальных результатах, исследователи выбрали наиболее последовательную из нескольких теоретических моделей. Обнаружено, что модель, учитывающая изменения в нормальной жидкости и учитывающая более точное с теоретической точки зрения взаимное трение, наиболее совместима с экспериментальными результатами. Выводы были опубликованы в Nature Communications.

Электронный нос или управление поведением жидкости для сверхчувствительного определения летучих веществ

Отслеживание летучих органических соединений важно для общественной безопасности и решения всех проблем, связанных с «запахом». С этой целью учёные представили конструкцию камеры на основе гидромеханики для электронного носа (e-nose), который постоянно обнаруживает летучие органические соединения в низких концентрациях. Стратегия, которая включает в себя использование устройства похожего на шунт для управления поведением потока жидкости, является шагом вперед в развитии технологии электронного носа. Статья «Управление поведением жидкости для сверхчувствительного определения летучих веществ» была опубликована в Applied Physics Reviews 23 мая 2023 года.

Гидродинамика вторичного распыления крови помогает криминалистам раскрыть преступления

В журнале Physics of Fluids исследователи из Университета Иллинойса в Чикаго и Университета штата Айова смоделировали поведение капель крови во время вторичного распыления, чтобы изучить, как это явление влияет на место преступления. Команда изучила различные начальные размеры капель и подтвердила свою модель экспериментами. Они обнаружили, что эффект вторичного распыления был значительным и предсказуемым: более мелкие капли легче подхватывались газами огнестрельного оружия и поворачивались к жертве.

Масштабирование и прерывистость в турбулентных потоках упруговязкопластических жидкостей

Проведено трехмерное численное моделирование жидкостей EVP, демонстрирующих однородную изотропную турбулентность и сосредоточив внимание на их пластическом поведении. Один из наиболее важных результатов исследования был связан с распределением энергии в турбулентной жидкости EVP. В турбулентных течениях энергия передается от больших масштабов к малым через каскад вихрей и водоворотов. Это распределение энергии по шкале может быть определено количественно с помощью энергетического спектра. Выводы были опубликованы в журнале Nature Physics.