Чашечкин Ю. Д., Прохоров В. Е. Акустика и гидродинамика удара капли о водную поверхность

Рубрика: Физика
Год: 2017


Журнал: Акустический журнал    Номер: 1   Год: 2017 

     Экспериментально исследованы гидродинамические и акустические процессы, сопровождающие удар капли о водную поверхность. Акустические сигналы регистрировались под водой (гидрофоном) и на воздухе (микрофоном), картина течений – высокоскоростной видеокамерой, возмущение поверхности – лазерным детектором. При изменении высоты падения менялись безразмерные параметры течений, порождаемых ударом капли – числа Рейнольдса, Фруда и Вебера – в диапазонах 500‹Re‹20000, 20‹Fr‹350, 70‹We‹1000. Последовательность акустических сигналов включает ударный импульс, возникающий при контакте капли с поверхностью, и серию звуковых пакетов, обусловленных резонансным излучением газовых полостей. Ударный импульс, устойчиво регистрируемый во всем диапазоне высоты падения, имеет сложную структуру вершины, на которой могут присутствовать короткие высокочастотные и более протяженные низкочастотные осцилляции. Число и параметры излучаемых звуковых пакетов существенно зависят от высоты падения капли. В серии опытов при постоянной высоте падения выделены случаи одиночного и повторного излучения пакетов, а также полного их отсутствия. Анализ видеоданных показывает, что изменчивость сигнала вызвана существенным различиями в сценариях приводнения капли, которая в данных опытах на конечном участке траектории принимала форму овоида.