Том 85, № 1 (2023)

Для заряженных капель в конвективных облаках и приземных туманах, неподвижных в суперпозиции гравитационного и электрического полей, рассчитывается интенсивность акустического излучения и характерные ширины (в зависимости от радиусов и зарядов капель) диапазонов частот, на которые это излучение приходится. Расчеты проводятся методами классической математической физики с учетом двух малых параметров: безразмерной амплитуды осцилляций и равновесной сфероидальной деформации заряженной капли во внешнем электростатическом поле. Все расчеты проводятся на модели идеальной несжимаемой электропроводной жидкости. Выяснилось, что акустическое излучение от облаков и туманов приходится на ультразвуковой диапазон частот, а акустическое излучение крупных капель, которые сформируют дождь, идет в слышимом ухом человека звуковом диапазоне. Граница между ультразвуковым и звуковым излучениями определяется как размерами капель, так и величинами напряженностей электрических полей (в малой окрестности капель) и величиной коэффициента межфазного поверхностного натяжения.

Свойства пленки смеси фуллеренола C₆₀(OH)₂₀ и бычьего сывороточного альбумина на водной поверхности зависят от способа формирования этой пленки. При адсорбции компонентов из раствора смеси свойства пленки определяются в основном более поверхностно-активным белком. В то же время изотермы сжатия пленок заметно отклоняются от результатов для пленок чистого белка. При адсорбции одного из компонентов на поверхности, содержащей пленку второго компонента, иногда наблюдался синергетический эффект, когда поверхностное давление и модуль динамической поверхностной упругости заметно превышали значения для растворов индивидуальных компонентов, что вызвано сильными взаимодействиями между компонентами и образованием комплексов фуллеренола и белка в поверхностном слое.

Представлена математическая модель формирования конформационной структуры звеньев цепи полиэлектролита, адсорбированного на сплюснутом проводящем заряженном наносфероиде, поляризующемся во внешнем гармонически изменяющемся электрическом поле с частотой много меньшей плазменной частоты металла. Методом молекулярной динамики исследована перестройка конформационной структуры однородно заряженных полипептидов, адсорбированных на поверхности противоположно заряженной сплюснутой сфероидальной золотой наночастицы, находящейся во внешнем переменном электрическом поле, вектор напряженности которого изменялся вдоль оси вращения наночастицы. Построены зависимости одномерной вдоль оси вращения, а также радиальной плотности атомов полипептидов, адсорбированных на поверхности наносфероида. При низкой температуре в экваториальной области сплюснутого металлического наносфероида образовывалась узкая кольцеобразная полиэлектролитная опушка, плотность которой увеличивалась при увеличении полного заряда наносфероида и количества заряженных звеньев в макроцепи. При высокой температуре происходили периодические смещения образовавшегося узкого макромолекулярного кольца вдоль оси вращения наносфероида около экватора вслед за изменением направления вектора поляризующего электрического поля, а амплитуда таких колебаний была тем выше, чем меньше был полный заряд наночастицы и больше доля заряженных звеньев в полиэлектролите.

При ультрафиолетовом облучении водных растворов поливинилового спирта разной концентрации (1–8%) обнаружено аномальное изменение вязкости раствора в интервале облучения от 0 до 60 мин. Предложен молекулярный механизм этого явления, основанный на предположении о перестройке гидратных оболочек функциональных групп поливинилового спирта в результате изменения среды под влиянием ультрафиолетового облучения.

В работе представлены результаты экспериментальных исследований испарения капель воды и наножидкости, лежащих на поверхности различных материалов. В качестве подложки использовались пластины из материалов с существенно отличающимися коэффициентами теплопроводности: меди (λ = 401 Вт/м °С), тефлона (λ = 0.25 Вт/м °С) и экструзионного пенополистирола (λ = 0.03 Вт/м °С). В экспериментах рассматривалось испарение капель воды и наножидкости объемом 5 мкл при постоянной температуре и влажности окружающего воздуха. Приготовление наножидкости (смеси воды с наночастицами золота) выполнялось методом лазерной абляции. В наножидкости массовая концентрация наночастиц составляла около 0.1%. В экспериментах с применением метода инфракрасной термографии были определены средние температуры поверхностей капель в процессе их испарения. Полученные результаты показали, что для всех исследованных материалов температура поверхности испаряющихся капель воды была выше температуры адиабатного испарения. При этом, чем меньше был коэффициент теплопроводности материала, тем ниже была температура поверхности капли и тем больше было время ее испарения. В результате выполненных экспериментов установлено, что минимальное значение температуры капель наножидкости было ниже, чем у капель воды, а время испарения у капель наножидкости было больше, чем у капель воды на соответствующих поверхностях.

Целью данной работы является анализ тепловых характеристик, производства энтропии, скорости потока и профиля числа Бежана при течении двух несмешивающихся несжимаемых микрополярной и ньютоновской вязких жидкостей в плоском канале. Внимание акцентируется на влиянии теплового излучения и ориентированного магнитного поля на тепловой профиль и производство энтропии. В уравнении для тепловой энергии учитываются вязкая диссипация и эффект теплового излучения и анализируется производство энтропии внутри канала за счет ориентированного магнитного поля и теплового излучения. Постоянный градиент давления действует на входе в область потока, а неподвижные стенки канала являются изотермическими. В этой задаче предпринята попытка смоделировать тепловое излучение в уравнении энергии, приняв диффузионное приближение Росселанда. В соответствии с геометрической конфигурацией задачи используются условия отсутствия скольжения на стенках канала и непрерывность теплообмена, микровращения, напряжения сдвига, скорости потока и теплового потока на границе раздела несмешивающихся жидкостей. Определяющие уравнения для течения несмешивающихся жидкостей решаются классическим методом и оценивается точное решение для тепловых характеристик и поля течения. Математические результаты для теплового профиля и характеристик потока используются для получения профиля числа Бежана, а также профиля производства энтропии. Графически обсуждается влияние различных теплофизических управляющих параметров, таких как параметр излучения, число Рейнольдса, параметр угла наклона магнитного поля, параметр вязкой диссипации, параметр микрополярности и число Гартмана, которые определяют физическую значимость предложенной модели, на течение и ее тепловые характеристики. Полученные в этом исследовании новые результаты подтверждаются предыдущими опубликованными данными.