Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Dynamical similarity and instabilities in high-Stokes-number oscillatory flows of superfluid helium

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F19%3A10408206" target="_blank" >RIV/00216208:11320/19:10408206 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=MximpwRzaK" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=MximpwRzaK</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.99.054511" target="_blank" >10.1103/PhysRevB.99.054511</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Dynamical similarity and instabilities in high-Stokes-number oscillatory flows of superfluid helium

  • Popis výsledku v původním jazyce

    We present a unified analysis of the drag forces acting on oscillating bodies submerged in superfluid helium such as a vibrating wire resonator, tuning forks, a double-paddle oscillator, and a torsionally oscillating disk. We find that for high-Stokes-number oscillatory flows, the drag force originating from the normal component of superfluid helium exhibits a clearly defined universal scaling. Following classical fluid dynamics, we derive the universal scaling law and define relevant dimensionless parameters such as the Donnelly number. We verify this scaling experimentally using all of our oscillators in superfluid He-4 and validate the results by direct comparison with classical fluids. We use this approach to illustrate the transition from laminar to turbulent drag regime in superfluid oscillatory flows and compare the critical velocities associated to the production of quantized vortices in the superfluid component with the critical velocities for the classical instabilities occurring in the normal component. We show that depending on the temperature and geometry of the flow, either type of instability may occur first and we demonstrate their crossover due to the temperature dependence of the viscosity of the normal fluid. Our results have direct bearing on present investigations of superfluids using nanomechanical devices [Bradley et al., Sci. Rep. 7, 4876 (2017)].

  • Název v anglickém jazyce

    Dynamical similarity and instabilities in high-Stokes-number oscillatory flows of superfluid helium

  • Popis výsledku anglicky

    We present a unified analysis of the drag forces acting on oscillating bodies submerged in superfluid helium such as a vibrating wire resonator, tuning forks, a double-paddle oscillator, and a torsionally oscillating disk. We find that for high-Stokes-number oscillatory flows, the drag force originating from the normal component of superfluid helium exhibits a clearly defined universal scaling. Following classical fluid dynamics, we derive the universal scaling law and define relevant dimensionless parameters such as the Donnelly number. We verify this scaling experimentally using all of our oscillators in superfluid He-4 and validate the results by direct comparison with classical fluids. We use this approach to illustrate the transition from laminar to turbulent drag regime in superfluid oscillatory flows and compare the critical velocities associated to the production of quantized vortices in the superfluid component with the critical velocities for the classical instabilities occurring in the normal component. We show that depending on the temperature and geometry of the flow, either type of instability may occur first and we demonstrate their crossover due to the temperature dependence of the viscosity of the normal fluid. Our results have direct bearing on present investigations of superfluids using nanomechanical devices [Bradley et al., Sci. Rep. 7, 4876 (2017)].

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/GA17-03572S" target="_blank" >GA17-03572S: Zvláštnosti konvektivního proudění a přenosu tepla v kryogenním heliu</a><br>

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2019

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Physical Review B

  • ISSN

    2469-9950

  • e-ISSN

  • Svazek periodika

    99

  • Číslo periodika v rámci svazku

    5

  • Stát vydavatele periodika

    US - Spojené státy americké

  • Počet stran výsledku

    17

  • Strana od-do

    054511

  • Kód UT WoS článku

    000459221500013

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85061958341