Podrobno

Direct observation of shockwaves, cavitation, and jetting inside liquid droplets during high-speed impact
ID Agrež, Vid (Avtor), ID Gonzalez-Avila, Silvestre Roberto (Avtor), ID Horvat, Darja (Avtor), ID Xie, Run-Ze (Avtor), ID Zeng, Qingyun (Avtor), ID Petkovšek, Rok (Avtor), ID Ohl, Claus-Dieter (Avtor)

URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S135041772600386 Povezava se odpre v novem oknu
.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (6,90 MB)
MD5: 377C8FFE8851495494BD78618381523D

Izvleček
This study reports direct experimental observations of shockwave propagation and cavitation bubble formation inside liquid water droplets during high-speed impact (80 –180 m/s) on solid surfaces, together with jetting observed at the distal end of the droplet. Ultra-high-speed shadowgraph and angle-view imaging at 10 million frames per second resolved two distinct internal wave structures: a primary compression front (1500–2050 m/s), consistent with pressure-dependent corrections to the acoustic wave speed, and a secondary tension wave emerging approximately 500 ns later, generated by reflection at the curved water–air interface. The curved distal surface focuses converging rarefaction waves into a caustic region, leading to cavitation nucleation 1.2–1.5 µs after impact. The subsequent asymmetric collapse of these cavitation structures drives directed jetting from the distal end, with jet morphology dependent on droplet geometry: coherent jets for smaller spherical droplets (<2 mm) whereas spray-like ejection is typical for larger, elongated droplets (>2 mm). At the proximal end of the droplet, air is entrapped between the surface and the droplet, collapsing into a toroidal-shaped bubble that exhibits oscillations in the 0.5–1.8 MHz range. All presented results, including experimental data and accompanying analysis, provide benchmark validation data for computational models of compressible droplet impact.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:cavitation, droplet impact, shockwaves, acoustic focusing, high-speed imaging
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2026
Št. strani:Str. 1-13
Številčenje:Vol. 134, art. 108121
PID:20.500.12556/RUL-190890 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:532.528:004.932
ISSN pri članku:1873-2828
DOI:10.1016/j.ultsonch.2026.108121 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:304216579 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:06.11.2026
Število ogledov:50
Število prenosov:8
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Ultrasonics Sonochemistry
Založnik:Elsevier
ISSN:1873-2828
COBISS.SI-ID:23127813 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY-NC 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva-Nekomercialno 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/deed.sl
Opis:Licenca Creative Commons, ki prepoveduje komercialno uporabo, vendar uporabniki ne rabijo upravljati materialnih avtorskih pravic na izpeljanih delih z enako licenco.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:kavitacija, trk kapljice, udarni valovi, akustično fokusiranje, visokohitrostno slikanje

Projekti

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0270-2022
Naslov:Proizvodni sistemi, laserske tehnologije in spajanje materialov

Financer:Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:Deutsche Forschungsgemeinschaft
Številka projekta:OH 75/12-1
Naslov:/

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj