Операции с матрицами на C++. Класс DMatrix
A focused liquid jet formed by a water
hammer in a test tube
Сфокусированный всплеск, образованный гидроударом в пробирке
Akihito Kiyama,
Yoshiyuki Tagawa, Keita Ando and Masaharu Kameda
(2015)
We
investigate motion of a gas-liquid interface in a test tube induced by a large
acceleration via impulsive force. We conduct simple experiments in which the
tube partially filled with a liquid falls under gravity and impacts a rigid
floor. A curved gas-liquid interface inside the tube reverses and eventually
forms an elongated jet (i.e. the so-called a focused jet). In our experiments,
there arises either vibration of the interface or increment in the velocity of
a liquid jet accompanied by the onset of cavitation in the liquid column. These
phenomena cannot be explained by considering pressure impulse in a classical
potential flow analysis, which does not account for finite speeds of sound as
well as phase change. Here we model such water-hammer events as a result of
one-dimensional pressure wave propagation and its interaction with boundaries
through acoustic impedance mismatching. The method of characteristics is
applied to describe pressure wave interactions and the subsequent cavitation.
The proposed model is found to allow us to capture the unsteady features of the
liquid jet.
Статья посвящена исследованию
движения поверхности раздела газа и жидкости в пробирке, вызванного ускорением
от импульсного воздействия. Мы проводим простые эксперименты, в которых
пробирка, частично наполненная жидкостью, падает и ударяется о твердый пол. Выгнутый
раздел газа и жидкости в пробирке меняет направление движения и формирует
продолговатую струю (так называемый «сфокусированный всплеск»). В наших
экспериментах также возникает вибрация раздела либо рост скорости всплеска,
сопровождающийся возникновением кавитации в столбе жидкости. Эти феномены
нельзя объяснить, рассматривая импульс давления с помощью классического анализа
потенциальных потоков, который не дает количественной оценки для конечных
скоростей звука и не рассматривает фазовый переход. Мы моделируем гидроудар как
результат одномерного распространения продольной волны и ее взаимодействия с
границами при рассогласовании акустического сопротивления. Для описания
взаимодействий продольной волны и возникновения кавитации применяется метод
характеристик. Предложенная модель позволяет нам объяснить нестабильные явления
в струе жидкости.