ON THE EFFECT OF VISCOSITY RELAXATION ON ELECTROMAGNETIC RADIATION INTENSITY OF AN OSCILLATING CHARGED DROPLET

A. I. GRIGOR’EV; Григорьев А. И.; N. YU. KOLBNEVA; Колбнева Н. Ю.; S. O. SNIRYAEVA; Ширяева С. О.

doi:10.31857/S0023291223600438

ON THE EFFECT OF VISCOSITY RELAXATION ON ELECTROMAGNETIC RADIATION INTENSITY OF AN OSCILLATING CHARGED DROPLET

Authors: GRIGOR’EV A.I.¹, KOLBNEVA N.Y.², SNIRYAEVA S.O.²
Affiliations:
1. Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
2. Demidov Yaroslavl State University, Yaroslavl, Russia
Issue: Vol 85, No 4 (2023)
Pages: 483-501
Section: Articles
Submitted: 27.02.2025
Published: 01.07.2023
URL: https://rjmseer.com/0023-2912/article/view/671361
DOI: https://doi.org/10.31857/S0023291223600438
EDN: https://elibrary.ru/YXIWRJ
ID: 671361

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract

Theoretical asymptotic calculations linear with respect to small dimensionless amplitude of oscillations have been employed to study the influence of the viscoelastic properties of a charged droplet of an electrically conducting viscous liquid on the intensity of its electromagnetic radiation. It has been shown that allowance for the effect of viscosity relaxation leads to a decrease in the damping decrement value, which is determined by energy losses for electromagnetic wave emission, and the intensity of high-frequency electromagnetic radiation; a substantial reduction in the viscous damping decrement of small cloud droplets; and an essential dependence of the viscous damping decrement on the characteristic relaxation time. It has been found that the viscosity relaxation of a liquid has no significant effect on damped capillary oscillations and electromagnetic radiation of rain droplets. Viscoelasticity and viscosity of the liquid do not influence the conditions critical for the realization of the electrostatic instability of a droplet with respect to its own charge.

Keywords

VISCOELASTIC LIQUID, DROPLET, CHARGE, ELECTROMAGNETIC RADIATION

References

Караваев Д.М., Щукин Г.Г. Совершенствование методов раннего предупреждения развития грозовых процессов и выявления зон обледенения в облаках на основе комплексного использования методов активной и пассивной радиолокации // Гидрометеорология и экология. 2021. № 62. С. 7–26.
Качурин Л.Г., Кармов М.И., Медалиев X.X. Основные характеристики радиоизлучения конвективных облаков // Изв. АН СССР. Сер. ФАО. 1974. Т. 10. № 11. С. 1164–1169.
Аджиев А.Х., Богаченко E.M. Грозы Северного Кавказа. Нальчик: Полиграфсервис и Т. 2011. 152 с.
Калечиц В.И., Нахутин И.Е., Полуэктов П.П. О возможном механизме радиоизлучения конвективных облаков // ДАН СССР. 1982. Т. 262. № 6. С.1344–1347.
Богатов Н.А. Электромагнитное поле, генерируемое капиллярными колебаниями капель // Сборник тезисов докладов VI Международной конференции ”Солнечно-земные связи и физика предвестников землетрясений“. Петропавловск-Камчатский, ДВО РАН, 2013. С. 22–26.
Григорьев А.И., Ширяева С.О., Колбнева Н.Ю. Электромагнитное излучение капли, осциллирующей в грозовом облаке. Москва−Берлин: Изд. Директ-Медиа, 2021. 200 с.
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости. М.: Наука, 1965. 203 с.
Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. Л.: Наука, 1975. 592 с.
Ширяева С.О., Григорьев О.А. О капиллярном движении вязкоупругой жидкости с заряженной свободной поверхностью // ЖТФ. 2000. Т. 70. № 8. С. 39–44.
Бадмаев Б.Б., Базарон У.Б., Лайдабон Ч.С., Дерягин Б.В. Сдвиговые механические свойства полимерных жидкостей и их растворов // ДАН СССР. 1992. Т. 322. № 2. С. 307–311.
Быковский Ю.А., Маныкин Э.А., Нахутин И.Е., Полуэктов П.П., Рубежный Ю.Г. Спектр поверхностных колебаний жидкости с учетом релаксационных эффектов // ЖТФ. 1976. Т. 46. № 10. С. 2211–2213.
Базарон У.Б., Дерягин Б.В., Булгадаев А.В. Исследование сдвиговой упругости жидкостей и граничных слоев резонансным методом// ЖЭТФ. 1966. Т. 541. № 4 (5). С. 969–982.
Стерлядкин В.В. Натурные измерения колебаний капель осадков // Изв. АН СССР. Сер. ФАО. 1988. Т. 24. № 6. С. 613–621.
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1986. 733 с.
Найфе А.Х. Методы возмущений. М.: Мир, 1976. 455 с.
Лазарянц А.Э., Ширяева С.О., Григорьев А.И. Скаляризация векторных краевых задач. М.: Русайнс, 2020. 140 с.
Несис Е.И. Методы математической физики. М.: Просвещение, 1977. 199 с
Арфкен Г. Математические методы в физике. М.: Атомиздат, 1970. 712 с.
Варшалович Д.А., Москалев А.Н., Херсонский В.К. Квантовая теория углового момента. Л.: Наука, 1975. 436 с.
Абрамовиц М., Стиган И. Справочник по специальным функциям. М.: Наука, 1979. 830 с.
Григорьев А.И. О некоторых закономерностях реализации неустойчивости сильно заряженной вязкой капли // ЖТФ. 2001. Т. 71. № 10. С. 1–7.
Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М.: Наука, 1963. 1108 с.
Rayleigh L. On the equilibrium of liquid conducting masses charged with electricity // Phil. Mag. 1882. V. 14. № 87. P. 184–186.
Мазин И.П., Хргиан А.Х., Имянитов И.М. Облака и облачная атмосфера. Справочник. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 647 с.
Мазин И.П., Шметер С.М. Облака. Строение и физика образования. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 280 с.