Des chercheurs de l'Utah State University envoient des cascades d'eau dans un réservoir pour découvrir un mystère de la dynamique des fluides.

Après une étude de recherche d'un an, l'équipe d'ingénieurs et de dynamiciens des fluides a démêlé la physique derrière un phénomène sous-marin unique qui a été comparé à la poupée Matryoshka, la poupée russe traditionnelle dans une poupée.

Dans une étude publiée la semaine dernière dans le Journal de mécanique des fluides , des chercheurs du Splash Lab de l'USU décrivent ce qui se passe lorsque des gouttelettes d'eau à succession rapide frappent une surface calme et créent une cavité d'air sous l'eau.

"Quand un flot de gouttelettes atteint la surface, il attire l'air en dessous et crée une cavité remplie d'air, ", explique l'auteur principal et candidat au doctorat Nathan Speirs. "Les formes des cavités varient en fonction des paramètres d'impact tels que le diamètre de la gouttelette et la vitesse à l'impact."

Lorsqu'un jet d'eau continu, un jet, frappe la surface de l'eau, il forme une forme cylindrique, Profond, cavité étroite. Lorsque des gouttelettes à succession lente frappent l'eau, ils forment des cavités individuelles qui se ferment et s'effondrent avant que la prochaine gouttelette ne frappe. L'équipe de Splash Lab voulait savoir ce qui se passe lorsque des gouttelettes à succession rapide frappent l'eau. Le résultat est une série unique de cavités dans les cavités qui crée une apparence nervurée.

"Si la fréquence des gouttes tombantes est suffisamment élevée, les gouttes frappent au même endroit et créent des cavités imbriquées, " dit Speirs. "Chaque gouttelette successive forme une cavité à la base de la cavité précédente."