Механики МГУ имени М.В. Ломоносова совместно с коллегой из Центра новых космических технологий МАИ изучили поведение свободной жидкой пленки в космосе. Работа ученых опубликована в журнале Physics of Fluids, сообщили в пресс-службе университета.
Ученые теоретически изучили особенности поведения свободной пленки жидкости в вакууме, когда нет взаимодействия с окружающей средой. Исследование производилось на примере вакуумного масла — то есть жидкости, вязкость, теплопроводность и поверхностное натяжение которой зависят от температуры. Обычно такие жидкости используются, например, в паромасляных насосах.
«Обычно жидкие струи и пленки очень быстро разбиваются на капли из-за неустойчивости Кельвина — Гельмгольца, связанной с трением о воздух. В космосе эта неустойчивость исчезает, поэтому необходимо исследовать другие возможные механизмы неустойчивости и причины фрагментации жидкости. Мы выяснили, какие еще неустойчивости могут проявиться в жидкой пленке в условиях, когда нет окружающего воздуха, но течение существенно неизотермическое из-за излучения тепла с поверхности пленки», — отметил один из авторов работы, заведующий лаборатории механики многофазных сред НИИ механики МГУ Александр Осипцов.
Исследование поведения жидкостей в условиях открытого космоса необходимо для развития новых технологий охлаждения космических аппаратов. Это позволит, в теории, наладить применение так называемых капельных радиаторов-охладителей в космических аппаратах. В результате ученые описали возникновение неустойчивостей в потоке жидкости и изучили, каким образом коротковолновые и длинноволновые возмущения развиваются со временем, а также определили наиболее «опасные» типы возмущений. В дальнейшей работе специалисты планируют продолжить развитие теоретической модели и описать более сложные процессы, которые могут возникать в системе.