Un trio d'ingénieurs en mécanique de l'Université nationale de Séoul a découvert que la forme d'un jet d'eau lâché dans un verre d'eau est le facteur déterminant du bruit qui en résulte. Dans leur article publié dans la revue Physical Review Fluids, Mouad Boudina, Joonoh Kim et Ho-Young Kim décrivent les expériences qu'ils ont menées avec un jet d'eau tombant entrant en collision avec de l'eau calme.
Des recherches antérieures et des preuves anecdotiques suggèrent que différents types de bruit résultent de différents types d'eau en mouvement frappant de l'eau calme – la température du thé versé dans une tasse à moitié remplie, par exemple, ou la quantité d'eau de pluie tombant d'un toit dans un collecteur. piscine.
Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont étudié les facteurs qui conduisent à des différences dans ces types de bruit. À cette fin, ils ont conçu une expérience simple consistant à envoyer une petite quantité d’eau à travers une buse dans un cylindre rempli d’eau. Pour recueillir des données, ils ont placé des caméras autour de la zone et un microphone dans l'eau relié à un ordinateur capable de mesurer les niveaux sonores.
Les chercheurs ont ensuite envoyé plusieurs millimètres d’eau à travers la buse à plusieurs reprises, en ajustant à chaque fois la hauteur de la buse. La vidéo de la caméra a été utilisée pour étudier les caractéristiques de l'eau lorsqu'elle tombait dans l'air et dans le cylindre, frappant l'eau calme.
Les chercheurs ont découvert que l'augmentation de la hauteur à partir de laquelle l'eau tombait entraînait une rupture du jet d'eau en un train de gouttelettes. Cela entraînait également une augmentation du nombre de bulles d'air (et d'ondulations) qui se formaient lorsque l'eau en mouvement frappait l'eau. eau plate. Ils ont également constaté que lorsque l'eau se divisait en gouttelettes, la collision produisait des sons plus forts.
Ils ont déterminé que l’augmentation du volume était due au fait qu’une plus grande quantité d’air était emprisonnée dans l’eau calme lorsque les bulles frappaient. Ils ont constaté que les jets d’eau minces ont tendance à faire plus de bruit que les jets épais en raison du fait que le jet plus mince se brise en gouttelettes. Et ceci, concluent-ils, explique pourquoi limiter le débit d'une théière à un mince filet tout en versant une tasse de thé ne produit pas le son plus silencieux souhaité.
Plus d'informations : Mouad Boudina et al, Amplitude du bruit de l'eau qui coule, Physical Review Fluids (2023). DOI :10.1103/PhysRevFluids.8.L122002
Informations sur le journal : Fluides d'examen physique
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