Захват воздуха при наклонном высокоскоростном ударе мелкой твердой сферы по поверхности жидкости
А.В. Черданцев1, А.З. Квон1, Н.В. Гаврилов2, Е.В. Ерманюк2
1Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
cherdantsev@itp.nsc.ru
2Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия
gavrilov@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: вход в воду, наклонный удар, рикошет, каверна, захват воздуха
Страницы: 113-124
Аннотация
Представлены результаты исследования косого удара тяжелых твердых шариков диаметром 6 мм о невозмущенную поверхность воды с использованием метода высокоскоростной визуализации. Проведено сравнение динамики взаимодействия тела с жидкостью в случаях рикошета и погружения шарика. Установлено, что при ударах с погружением за счет столкновения краев "короны", генерируемой на границах каверны, и формирования струи, пробивающей дно каверны и увлекающей пузырьки воздуха, наблюдается интенсивный захват пузырьков воздуха в следе за телом. Изучено влияние плотности материала шариков, а также скорости и угла удара на сценарий взаимодействия шарика с жидкостью. Результаты сравнения с проведенными ранее экспериментами показывают, что уменьшение размера шарика приводит к уменьшению критического угла, а увеличение скорости удара - к его увеличению. Такое поведение не объясняется в рамках теоретических подходов, развитых ранее для случаев ударов крупных сфер, поскольку эти подходы не учитывают динамику струи жидкости, генерируемой перед телом, а также смену схемы обтекания в целом
DOI: 10.15372/PMTF202415469
EDN: KXQKKB
|
