Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

05.09 Акустические течения и радиационное давление

 

Миронов М.А. «Энергия, импульс и потенциальные акустические течения в идеальной среде» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Физическая акустика", с. 59-64 (2014)

Рассмотрены два интересных эффекта в идеальной среде. Первый эффект состоит в следующем. При движении тела в идеальной среде среда обладает энергией и импульсом, определяемыми присоединенной массой тела. Оказывается, что энергия среды сосредоточена непосредственно около тела, тогда как импульс размещается на бесконечности. Второй эффект относится к акустическим течениям. При колебаниях поверхности в идеальной среде, при условии потенциальности поля скорости, около нее могут существовать акустические течения – стационарные потоки вещества.

Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Физическая акустика", с. 59-64 (2014) | Рубрика: 05.09

 

Грачев Б.Е. «Особенности вязковолновых течений вблизи колеблющихся твердых границ с различными адгезионными свойствами» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Нелинейная акустика", с. 9-13 (2014)

Для экспериментальных исследований кинематики вязких волн и генерируемых ими вязковолновых течений удобными оказываются тела вращения, поскольку при их колебательно-вращательном движении на поверхности не равна нулю только тангенциальная компонента колебательной скорости. В этом случае оказывается возможным решение уравнений Навье–Стокса с использованием граничных условий прилипания жидкости к твердому телу и равенства нулю колебательной скорости волн на бесконечности. Представлены результаты сравнения экспериментальных исследований поля вязковолновых течений вязкой жидкости вблизи нескольких шаров с поверхностями, обладающими различными адгезионными свойствами. В качестве жидкости был выбран глицерин с кинематической вязкостью ν=6,4 см2/с при нормальных условиях. Об адгезионной способности судили по краевому углу смачивания твердой поверхности жидкостью. С увеличением значения колебательной скорости шара в случае поверхности гидрофобной (графит, парафин) наблюдаемое поле скоростей течений становится существенно отличным от поля вблизи поверхности, обладающей гидрофильными свойствами (металл, окрашенная поверхность) при прочих равных условиях. Такое различие в полях скоростей течений объясняется проскальзыванием жидкости в случае гидрофобной поверхности.

Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Нелинейная акустика", с. 9-13 (2014) | Рубрика: 05.09

 

Николаева А.В., Цысарь С.А., Сапожников О.А. «Акустическая радиационная сила при падении ультразвукового пучка на сферический твердотельный рассеиватель в жидкости» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Нелинейная акустика", с. 45-52 (2014)

Рассматривается проблема прецизионного измерения акустической радиационной силы при падении ультразвукового пучка на мишень в виде твердотельного шарика. На основе известных аналитических соотношений разработана численная модель для расчета силы в случае сферического рассеивателя произвольного размера при падении плоской гармонической волны. Описаны экспериментальные исследования по измерению радиационной силы в широком диапазоне интенсивностей падающей волны с использованием двух методов, различающихся по способу контроля положения мишени. Приведены схемы экспериментальных установок, методы измерений радиационной силы, графически представлены полученные экспериментальные данные и проведен анализ результатов.

Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Нелинейная акустика", с. 45-52 (2014) | Рубрики: 05.09 05.12

 

Яковенко С.Н «Влияние перепада плотности и поверхностного натяжения на поверхности раздела текучих сред на развитие неустойчивости Рэлея–Тейлора» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 54-69 (2014)

Для описания эволюции поверхности раздела двух несмешивающихся сред вводится уравнение для функции объемной фракции, а эффект кривизны поверхности раздела учитывается с помощью "континуальной" модели силы поверхностного натяжения. Приведены результаты численного решения задачи неустойчивости Рэлея–Тейлора с различным перепадом плотности (ρ12) на поверхности раздела, в том числе и для реальных случаев, где имеются данные измерений. Эволюция неустойчивости на начальном этапе не зависит от ρ12 и согласуется с линейной теорией Тейлора, затем (при ρ12<5) наблюдается спиралевидное развитие неустойчивости Кельвина-Гельмгольца. При ρ12<2 картина развития неустойчивости сохраняется симметричной до значительных моментов времени, тогда как с ростом ρ12 усиливается асимметрия. Поверхностное натяжение, как и вязкость, приводит к демпфированию роста возмущений неустойчивости Рэлея–Тейлора и вторичных мелкомасштабных нерегулярностей поверхности раздела.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 54-69 (2014) | Рубрика: 05.09

 

Миронов М.А. «Энергия, импульс и потенциальные акустические течения в идеальной среде» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145305 (2014)

Рассмотрены два интересных эффекта в идеальной среде. Первый эффект состоит в следующем. При движении тела в идеальной среде среда обладает энергией и импульсом, определяемыми присоединенной массой тела. Оказывается, что энергия среды сосредоточена непосредственно около тела, тогда как импульс размещается на бесконечности. Второй эффект относится к акустическим течениям. При колебаниях поверхности в идеальной среде, при условии потенциальности поля скорости, около нее могут существовать акустические течения – стационарные потоки вещества.

Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145305 (2014) | Рубрика: 05.09

 

Грачев Б.Е. «Особенности вязковолновых течений вблизи колеблющихся твердых границ с различными адгезионными свойствами» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145311 (2014)

Для экспериментальных исследований кинематики вязких волн и генерируемых ими вязковолновых течений удобными оказываются тела вращения, поскольку при их колебательно-вращательном движении на поверхности не равна нулю только тангенциальная компонента колебательной скорости. В этом случае оказывается возможным решение уравнений Навье–Стокса с использованием граничных условий прилипания жидкости к твердому телу и равенства нулю колебательной скорости волн на бесконечности. Представлены результаты сравнения экспериментальных исследований поля вязковолновых течений вязкой жидкости вблизи нескольких шаров с поверхностями, обладающими различными адгезионными свойствами. В качестве жидкости был выбран глицерин с кинематической вязкостью ν=6,4 см2/с при нормальных условиях. Об адгезионной способности судили по краевому углу смачивания твердой поверхности жидкостью. С увеличением значения колебательной скорости шара в случае поверхности гидрофобной (графит, парафин) наблюдаемое поле скоростей течений становится существенно отличным от поля вблизи поверхности, обладающей гидрофильными свойствами (металл, окрашенная поверхность) при прочих равных условиях. Такое различие в полях скоростей течений объясняется проскальзыванием жидкости в случае гидрофобной поверхности.

Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145311 (2014) | Рубрика: 05.09

 

Руденко О.В., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Нелинейная акустика в медицине» Медицинская физика, № 11, с. 31-32 (2001)

Медицинская физика, № 11, с. 31-32 (2001) | Рубрики: 05.09 15.01 15.02 15.03

 

Руденко О.В., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Нелинейная акустика в медицине» Медицинская физика, № 1, с. 31-32 (2011)

Медицинская физика, № 1, с. 31-32 (2011) | Рубрики: 05.09 15.01 15.02 15.03

 

Андреев В.Г., Шанин А.В., Дёмин И.Ю. «Движение группы жестких микрочастиц в вязкоупругой среде под действием акустической радиационной силы» Акустический журнал, 60, № 6, с. 673-678 (2014)

Теоретически и экспериментально обосновывается метод обнаружения микрокальцификатов в ткани молочной железы. Соли кальция откладываются в мягких тканях, чаще всего образуя кластеры из отдельных микрочастиц. Изучается движение твердых микрочастиц, распределенных в вязкоупругой среде. Смещение частиц вызывается радиационной силой, возникающей вследствие рассеяния и поглощения энергии ультразвукового пучка, сфокусированного в область с частицами. Радиационная сила действует в течение 200 мкс, после чего среда с распределенными частицами релаксирует в исходное состояние. Движение среды вместе с частицами измеряется кросс-корреляционным методом с использованием коротких зондирующих импульсов, следующих с частотой 5 кГц. Наличие твердых микрочастиц приводит к изменению характера движения среды после импульсного ультразвукового воздействия. Амплитуда и длительность смещений возрастают по сравнению с однородной средой, при этом сам характер движений значительно усложняется.

Акустический журнал, 60, № 6, с. 673-678 (2014) | Рубрики: 05.09 13.04

 

Рубан В.П. «Об упрощенном моделировании нелинейных волн на течениях» Письма в ЖЭТФ, 99, № 9-10, с. 795-799 (2014)

Предложено несколько новых математических моделей, дающих качественно верное описание динамики нелинейных морских волн на неоднородных течениях. Эти модели характеризуются более или менее огрубленным видом коэффициента четырехволнового взаимодействия по сравнению с эталонным уравнением Захарова. Новые системы весьма эффективны для численного счета, хотя и проигрывают в учете деталей нелинейности. В качестве примера промоделировано распространение волн против струйного течения, которое действует подобно волноводу и препятствует нелинейной дефокусировке волн в поперечном направлении, тем самым создавая благоприятные условия для развития модуляционной неустойчивости и формирования волн-убийц (rogue waves).

Письма в ЖЭТФ, 99, № 9-10, с. 795-799 (2014) | Рубрика: 05.09

 

Иванова А.А., Козлов В.Г., Щипицын В.Д. «Подъемная сила, действующая на цилиндрическое тело в жидкости вблизи границы полости, совершающей поступательные колебания» Прикладная механика и техническая физика, 55, № 5, с. 55-64 (2014)

Исследуется осредненная подъемная сила, действующая на цилиндрическое тело вблизи границы полости с жидкостью, совершающей поступательные колебания. В экспериментах варьируются вязкость жидкости, размер и относительная плотность тела, параметры вибраций. Методом динамического подвеса тела в поле силы тяжести измерена подъемная сила, в случае, когда тело совершает инерционные колебания, не касаясь стенок. Установлено, что вибрации генерируют силу отталкивания, удерживающую "тяжелое" тело над дном полости, а "легкое" – на некотором расстоянии от верхней стенки. Показано, что влияние силы отталкивания проявляется на расстоянии, сравнимом с толщиной слоя Стокса, и возрастает по мере приближения к стенке. Приведено описание механизма генерации подъемной силы. Показано, что в случае больших безразмерных частот экспериментальные и теоретические результаты согласуются.

Прикладная механика и техническая физика, 55, № 5, с. 55-64 (2014) | Рубрика: 05.09

 

Дегтярев В.В., Остапенко В.В., Ковыркина О.А., Золотых А.В. «Сравнение теории и эксперимента при моделировании разрушения плотины в прямоугольном канале, имеющем скачок площади сечения» Прикладная механика и техническая физика, 55, № 6, с. 107-113 (2014)

Приведены результаты сравнения теории и лабораторного эксперимента при моделировании волновых течений, возникающих в результате разрушения плотины на скачке площади сечения в прямоугольном канале, ширина которого в верхнем бьефе больше, чем в нижнем. На основе первого приближения пространственно одномерной теории мелкой воды получены точные автомодельные решения, содержащие эвристический параметр, зависящий от величины полной энергии потока, теряемой на скачке площади сечения. Показано, что теоретические решения достаточно хорошо согласуются с результатами лабораторных экспериментов по возможным типам волн, скорости их распространения и асимптотическим значениям глубины за их фронтами.

Прикладная механика и техническая физика, 55, № 6, с. 107-113 (2014) | Рубрика: 05.09

 

Воронков С.С. «О возникновении турбулентности в вязком теплопроводном газе» Техническая акустика, 11, № 1, http://www.ejta.org/ru/voronkov4 (2011)

Рассмотрен механизм возникновения турбулентности в вязком теплопроводном газе с позиции нарушения линейного закона Гука, связывающего изменение давления с относительной объемной деформацией. Показано, что малые акустические возмущения плотности, возникающие в потоке вязкого теплопроводного газа, вызывают непропорциональные пульсации давления, порождающие турбулентность. Приводятся результаты вычислительного и натурного экспериментов.

Техническая акустика, 11, № 1, http://www.ejta.org/ru/voronkov4 (2011) | Рубрика: 05.09