Цивилизация
Физики провели гидродинамическое моделирование ударных волн, возникающих при открытии бутылки шампанского. Статья об этом опубликована в Physics of Fluids.
О возникновении сверхзвуковых волн при откупоривании бутылки удалось узнать в ходе экспериментов в 2019 году, проведенных Жераром Лигер-Белером из Университета Шампань – Арденны в Рейме и его коллегами. Теперь ученые из того же университета провели компьютерную симуляцию этих экспериментов и выяснили, как именно образуются такие волны.
На начальном этапе открытия бутылки смесь газов частично удерживается пробкой, что не дает им развить скорость звука. Но по мере того, как пробка выходит из горлышка, газовая смесь выходит в стороны по кругу от отверстия со сверхзвуковой скоростью, при этом образуются прямые и косые ударные волны (возникающие при обтекании тел).
Эти волны взаимодействуют между собой и образуют диски маха, которые обычно видно работе ракетных двигателей и реактивных двигателей на форсаже. Симметрия бутылки приводит к коронообразному сверхзвуковому расширению, которое прекращается, когда давление падает ниже определенного предела. «Кто бы мог подумать, что такое обыденно явление может быть на самом деле столь сложным и эстетичным», – прокомментировал исследование Лигер-Белер.
Полученные данные могут дать представление о поведении сверхзвукового потока в ракетных двигателях, турбинах и во множестве других мест.
Ранее в МАИ рассказали, как плазменные двигатели повысили грузоподъемность российских ракет.