Acoustic flows in a hemispherical liquid droplet on a vibrating substrate

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Vibration impact on a liquid drop has attracted increasing interest in connection with the study of complex self-organization processes in solutions. The practical value of such studies is associated with applications in chemistry, biology, medicine, and materials science (directed self-assembly of nanostructures in an evaporating drop). The paper presents a theoretical study of hydrodynamic flows of complex configuration excited by acoustic impact in a hemispherical drop deposited on a vibrating substrate.

作者简介

P. Lebedev-Stepanov

Department of A.V. Shubnikov Institute of Crystallography of the Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of the National Research Center “Kurchatov Institute”

编辑信件的主要联系方式.
Email: lebstep.p@crys.ras.ru
Moscow, Russia

参考

  1. Zhang P., Bachman H., Ozcelik A., Huang T.J. Acoustic Microfluidics // Annu. Rev. Anal. Chem. 2020. No 13. P. 17–43.
  2. Ding X., Li P., Lin S., Stratton Z., Nama N., Guo F., Slotcavage D., Mao X., Shi J., Costanzo F., Huang T.J. Surface acoustic wave microfluidics // Lab Chip. 2013. No 13. P. 3626–3649.
  3. Sarvazyan A.P., Rudenko O.V., Nyborg W.L. Biomedical applications of radiation force of ultrasound: Historical roots and physical basis // Ultrasound Med. Biol. 2010. V. 36. No 9. P. 1379–1394.
  4. Kokornaczyk M.O., Bodrova N.B., Baumgartner S. Diagnostic tests based on pattern formation in drying body fluids — A mapping review // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2021. V. 208. P. 112092.
  5. Lebedev-Stepanov P.V., Buzoverya M.E., Vlasov K.O., Potekhina Yu.P. Morphological analysis of images of dried droplets of saliva for determination the degree of endogenous intoxication // J. Bioinform.Genomics. 2018. V. 9. P. 1–5.
  6. Lin S., Mao X., Huang T.J. Surface acoustic wave (SAW) acoustophoresis: now and beyond // Lab Chip. 2012. V. 12(16). P. 2766–2770.
  7. Augustsson P., Persson J., Ekström S., Ohlin M., Laurell T. Decomplexing biofluids using microchip based acoustophoresis // Lab Chip. 2009. V. 9(6). P. 810–818.
  8. Родченков В.И., Сергеев Д.А. Исследование течений в жидкости, индуцированных сфокусированным ультразвуковым полем, и их применение для воздействия на рост монокристаллов // ПМТФ. 2009. Т. 50. № 4. С. 11–17.
  9. Ершов В.П., Касьянов Д.А., Родченков В.И., Сергеев Д.А. Исследование процессов растворения и роста солевых монокристаллов в неоднородных акустических полях. 2. Сфокусированное акустическое поле // Кристаллография. 2008. Т. 53. № 2. С. 370–376.
  10. Karampelas I.H., Gómez-Pastora J., Cowan M.J., Bringas E., Ortiz I., Furlani E.P. Numerical Analysis of Acoustophoretic Discrete Particle Focusing in Microchannels // Biotech, Biomaterials and Biomedical TechConnect Briefs. 2017. V. 3. P. 174–177.
  11. Wu J., Du G. Acoustic radiation force on a small compressible sphere in a focused beam // J. Acoust. Soc. Am. 1990. V. 87(3). P. 997–1003.
  12. Руденко О.В., Коробов А.И., Коршак Б.А., Лебедев-Степанов П.В., Молчанов С.П., Алфимов М.В. Самосборка ансамблей коллоидных частиц в акустическом поле // Российские нанотехнологии. 2010. 7–8. С. 63–65.
  13. Rudenko O.V., Lebedev-Stepanov P.V, Gusev V.A., Korobov A.I., Korshak B.A., Odina N.I., Izosimova M.Yu., Molchanov S.P., Alfimov M.V. Control of self-assembly processes in droplet of colloidal solution by the acoustic field // Acoust. Phys. 2010. V. 56. No 6. P. 935–941.
  14. Parsa M., Harmand S., Sefiane K. Mechanisms of pattern formation from dried sessile drops // Advances in Colloid and Interface Science. 2018. V. 254. P. 22–47.
  15. Bacchin P., Brutin D., Davaille A. et al. Drying colloidal systems: Laboratory models for a wide range of Applications // Eur. Phys. J. E 2018. V. 41. P. 94.
  16. Giorgiutti-Dauphinу F., Pauchard L. Drying drops containing solutes: From hydrodynamical to mechanical instabilities // Eur. Phys. J. E. 2018. V. 41. P. 32.
  17. Лебедев-Степанов П.В. Введение в самоорганизацию и самосборку ансамблей наночастиц. М.: НИЯУ МИФИ, 2015. 304 с.
  18. Руденко О.В. О трех нелинейностях в физике акустических течений // Докл. Рос. Акад. наук. Физика, техн. науки. 2020. Т. 494. С. 35–41.
  19. Гусев В.А., Жарков Д.А. Акустические поля и радиационные силы, создаваемые стоячей поверхностной волной в слоистых вязких средах // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 6. С. 589–604.
  20. Лебедев-Степанов П.В., Руденко О.В. Акустические течения в слое жидкости на вибрирующей подложке // Акуст. журн. 2013. T 59. № 6. С. 693–697.
  21. Лебедев-Степанов П.В., Руденко О.В. Акусто-микрофлюидика: капиллярные волны и вихревые течения в цилиндрическом объеме жидкой капли // Акуст. журн. 2015. T. 61. № 2. С. 1–5.
  22. Лебедев-Степанов П.В., Руденко О.В. Акусто-микро-флюидика: капиллярные волны и вихревые течения в сферической жидкой капле // Акуст. журн. 2016. Т. 62. № 4. С. 408–411.
  23. Rudenko O.V., Soluyan S.I. Theoretical Foundations of Nonlinear Acoustics. N.-Y.: Plenum, Consultants Bureau, 1977. 274 pp.
  24. Lebedev-Stepanov P. Stokes flow of incompressible liquid through a conical diffuser with partial slip boundary condition // arXiv:2411.15853v2 [physics.flu-dyn]
  25. Barash L.Y., Bigioni T.P., Vinokur V.M., Shchur L.N. Evaporation and fluid dynamics of a sessile drop of capillary size // Phys. Rev. E 2009. V. 79. 046301.
  26. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1986. 736 с.
  27. Arfken G.B., Weber H.-J., Harris F.E. Mathematical methods for physicists: a comprehensive guide. Elsevier, 2012.
  28. Гусев В.А., Руденко О.В. Поля радиационных сил и акустические течения в жидком слое на твердом полупространстве // Акуст. журн. 2019. Т. 65. № 2. С. 166-181.
  29. Batchelor G.K. An introduction to fluid dynamics. Cambridge University Press. Cambridge, 2000.
  30. Barash L.Yu. Influence of gravitational forces and fluid flows on the shape of surfaces of a viscous fluid of capillary size // Phys. Rev. E 2009. V. 79. 025302.
  31. Савенко О.А., Степко А.С., Шевченко Н.Н., Кошкин А.В., Лебедев-Степанов П.В. Самосборка флуоресцентных фотонно-кристаллических структур в каплях бинарного растворителя вода-глицерин // Докл. Акад. наук. Физика, техн. науки. 2020. Т. 495. C. 26–33.
  32. Moon P., Spencer D.E. Field theory handbook Including coordinate systems, differential equations and their solutions. 2nd Edition. Springer-Verlag, 1971.
  33. Happel J., Brenner H. Low Reynolds number hydrodynamics with special applications to particulate media. Springer, 1983.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».