Хидравличен скок: Сега го виждате, а сега не

П уснете кранчето на мивката в кухнята и там където водната струя се удря в мивката, може да се появи неочаквано спокойно, плитко „езерце“. На пръв поглед това езерце изглежда неподвижно, но водата, бликаща от външния му кръг, показва друго.

When you turn on your kitchen faucet, you may have noticed a big circle that forms on the bottom of the sink. This is a hydraulic jump, and it doesn't have to be circular.https://t.co/ZKlmAfEFGz pic.twitter.com/DhRnyCzdje

— FY! Fluid Dynamics (@fyfluiddynamics) May 9, 2023

Този феномен е известен на учените, като хидравличен скок и представлява границата между два режима на потока. Това явление е било обект на изследване от векове - Леонардо да Винчи го е отбелязал в своите дневници. Сега Орелиен Гьорлингер от Института по електроника, микроелектроника и нанотехнологии във Франция и неговите колеги откриха нова характеристика на този познат феномен.

Те установиха, че при определени условия езерото може да се появява и изчезва няколко пъти в секунда. Резултатите от това проучване могат да подобрят ефективността на базираните на водна струя методи за охлаждане и почистване.

Въпреки че кръговите хидравлични скокове са често срещани, феноменът на появяване и изчезване, наблюдаван от екипа, се проявява само при струи, които имат диаметър по-малък от 1 mm и които удрят кръгла повърхност - в този експеримент, плоча от плексиглас. Сравнявайки експериментални данни с теоретичния модел на системата, екипът установи, че ефектът се създава от вълни, генерирани от самия скок.

Тези вълни се разпространяват навън от скока, като удрят ръба на повърхността и след това се връщат навътре. Ако вълните конструктивно се сблъскват, докато се движат навътре и навън, те многократно наводняват езерото и скриват хидравличния скок.

За онези, които се надяват да възпроизведат тези резултати у дома, Гьорлингер каза, че цикълът на появяване и изчезване се проявява само в тесен диапазон от експериментални параметри. Вероятно затова феноменът е бил пропуснат в предишни проучвания. Явлението беше „считано за шум без никакво физическо значение“.