Abrir uma garrafa de champanhe tradicionalmente marca o início de uma celebração festiva. Após o divertido estouro da rolha, um borbulhar de bolhas se solta no ar e, finalmente, há o agradável formigamento na língua.
Mas há muito mais que sai do pop do que os sentidos, de acordo com pesquisadores na França e na Índia. Em Física dos Fluidos , simulações computacionais de dinâmica de fluidos revelaram a formação, evolução e dissipação de padrões de ondas de choque à medida que a mistura de dióxido de carbono dispara através do gargalo no primeiro milissegundo após o estouro da cortiça.

As descobertas podem fornecer informações sobre o comportamento complexo e transitório do fluxo supersônico em aplicações que vão desde lançadores de foguetes, mísseis balísticos e turbinas eólicas até fabricação de eletrônicos e veículos submarinos. As simulações baseiam-se em pesquisas experimentais em 2019 que mostraram, pela primeira vez, a formação de ondas de choque durante o estouro da cortiça.

"Queríamos caracterizar melhor o fenômeno inesperado de um fluxo supersônico que ocorre durante o desarrolhamento da garrafa de champanhe", disse o coautor Robert Georges, da Université de Rennes 1. "Esperamos que nossas simulações ofereçam algumas pistas interessantes aos pesquisadores e eles podem considerar a típica garrafa de champanhe como um mini-laboratório."

Na fase inicial de desarrolhamento, a mistura gasosa é parcialmente bloqueada pela rolha, impedindo que o champanhe ejetado atinja a velocidade do som. Mas à medida que a rolha se solta, a mistura gasosa escapa radialmente em velocidade supersônica, equilibrando sua pressão através de uma sucessão de ondas de choque normais e oblíquas.

As ondas se combinam para formar diamantes de choque, padrões de anéis normalmente vistos em plumas de escapamento de foguetes. A simetria da garrafa leva a uma expansão supersônica em forma de coroa. Eventualmente, a pressão torna-se demasiado baixa para manter uma relação de pressão de bocal adequada para a velocidade supersónica no gargalo e no bordo da rolha.

“Nosso artigo revela os padrões de fluxo inesperados e bonitos que estão escondidos bem debaixo do nosso nariz cada vez que uma garrafa de espumante é aberta”, disse o coautor Gérard Liger-Belair, da Université de Reims Champagne-Ardenne. "Quem poderia imaginar os fenômenos complexos e estéticos escondidos por trás de uma situação tão comum vivida por qualquer um de nós?"

Os pesquisadores planejam explorar outros parâmetros, como temperatura, volume e diâmetro do gargalo, juntamente com os processos físico-químicos que acompanham o desarrolhamento de garrafas de champanhe. Por exemplo, eles estão interessados ​​em como o fluxo supersônico é afetado pela formação de partículas de gelo causada pela queda drástica de temperatura à medida que a efervescência é ejetada da garrafa. + Explorar mais

Abrir champanhe cria jatos supersônicos de congelamento de dióxido de carbono subexpandidos