Всем привет! Я – Демьян, школьник-конструктор, и у меня есть канал «Изобретаника», где я пытаюсь разгадать, как работают крутые изобретения.

Недавно я наткнулся на довольно свежую статью математиков из СамГТУ про высыхающие капли. Казалось бы, при чём тут изобретения? А вот при чём.

Все знают эффект кофейного кольца: капля сохнет на столе и оставляет грязный контур по краю. В быту это ерунда, но в струйной печати токопроводящими чернилами – это катастрофа. Принтер капает микрокаплю с раствором, хочет получить ровную точку, а получается пустой центр с толстым бортиком. Инженеры преодолевают это повторным слоем чернил, магнитами, лазерами и подогревом подложки

И тут статья подкидывает мега-интригу. Оказывается, в самом конце высыхания капиллярный поток внутри капли может разворачиваться на 180 градусов сам по себе. Без всякого внешнего воздействия! Но это если капнуть в жидкость специальную добавку. Тогда края капли густеют (превращаются в гель) и блокируют испарение, а центр наоборот начинает испаряться сильнее. Капиллярное давление меняет знак, и жидкость начинает течь от краев к центру, размывая это самое кольцо!

Этот факт скрывал баг в математике. Когда ученые считали этот процесс на компьютерах, численная схема выдавала так называемые «пилообразные осцилляции». Это как помехи на радаре: из-за математической «зубчатки» программа просто не видела, что поток развернулся. Автор статьи Константин Колегов придумал, как подавить эту «пилу», починил баг — и вжух, скрытая физика открылась!

Если интересно, вот ссылка на статью

А это код его расчетов на GitHub

Теги: наука, физика, программирование, длиннопост, нанотехнологии, математика, изобретения