Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

06.05 Акустическая кавитация, сонолюминесценция

 

Хмелев В.Н., Цыганок С.Н., Барсуков Р.В., Хмелев М.В. «Обеспечение максимальной эффективности ультразвуковых технологий в средах с жидкой фазой» Южно-Сибирский научный вестник, № 4, с. 62-70 (2021)

DOI: 10.25699/SSSB.2021.38.4.001 Актуальность исследований обусловлена отсутствие единого подхода к обеспечению ультразвукового воздействия с максимальной эффективностью при реализации различных технологических процессов в жидкодисперсных средах. Целью исследований является выявление условий обеспечения оптимальных режимов реализация различных технологических процессов под действием ультразвуковых колебаний в средах с преимущественно жидкой фазой с учетом особенностей, связанных с формированием ультразвуковых колебаний, их введением в различные по свойствам среды и реализацией самого воздействия с максимальной эффективностью. В качестве объекта исследований выступают ультразвуковые технологические аппараты для воздействия в режиме «развитой» кавитации с целью интенсификации технологических процессов в дисперсных средах с преимущественно жидкой фазой. В результате исследований на основе анализа формирования «развитой» кавитации выявлены наиболее эффективные режимы формирования колебаний, их введения в обрабатываемые среды и обеспечения максимально эффективного кавитационного воздействия, обеспечивающего заданные преобразования структуры и свойств обрабатываемых сред при воздействии на ограниченные и «безграничные» технологические объемы, воздействии в режиме стоячей волны и воздействии в тонких слоях жидкости. Проведенные исследования позволили выработать и рекомендовать для практического применения общий алгоритм управления ультразвуковым воздействием при реализации технологических процессов в дисперсных средах с преимущественно жидкой фазой за счет непрерывного изменения в режиме реального времени частоты и уровня напряжения электронного генератора, питающего ультразвуковую колебательную систему.

Южно-Сибирский научный вестник, № 4, с. 62-70 (2021) | Рубрики: 06.05 14.06 14.07

 

Аганин А.А., Гусева Т.С., Косолапова Л.А., Малахов В.Г. «Динамика пузырька и импульсное нагружение твердой поверхности при акустическом воздействии» Ученые записки Казанского государственного университета. Серия Физико-математические науки, 163, № 1, с. 31-47 (2021)

Проведено численное исследование расширения, коллапса и импульсного воздействия газового пузырька на плоскую твердую стенку при гармоническом изменении давления окружающей жидкости (воды). Задача полагалась осесимметричной. Воздействие на стенку реализовывалось посредством удара кумулятивной струи, образующейся на поверхности пузырька при его коллапсе. Расширение и коллапс пузырька рассчитывались методом граничных элементов, импульсное воздействие на стенку – методом CIP-CUP. Приведены результаты исследования влияния параметров акустического воздействия и начальной удаленности пузырька от стенки на динамику пузырька, а также влияния частоты воздействия, соответствующей максимальной скорости кумулятивной струи, на импульсное нагружение стенки.

Ученые записки Казанского государственного университета. Серия Физико-математические науки, 163, № 1, с. 31-47 (2021) | Рубрика: 06.05

 

Смирнов И.В., Михайлова Н.В., Якупов Б.А., Волков Г.А. «Анализ пороговых параметров начала акустической кавитации жидкости в зависимости от частоты ультразвукового поля, гидростатического давления и температуры» Журнал технической физики, 91, № 1, с. 1631-1640 (2021)

Проведено сравнение критерия инкубационного времени кавитации и классического критерия нестабильной кавитации. Показано, что критерий инкубационного времени кавитации может быть универсальной основой для оценки пороговых значений отрицательного давления в широком диапазоне частот колебаний звукового поля, при различных температурах жидкости и значениях гидростатического давления. В отличие от классического критерия он не требует информации о микропараметрах дефектной структуры материала. С другой стороны, комбинация двух критериев позволяет определить частотную зависимость диапазона радиусов активных кавитационных зародышей. Кроме того, обсуждена физическая сущность макропараметров жидкости, используемых в критерии инкубационного времени кавитации. Показано, что инкубационное время кавитации может быть связано с числом Гиббса и скоростью нуклеации зародышей кавитации. Ключевые слова: акустическая кавитация, ультразвук, пороговая амплитуда, критерий инкубационного времени.

Журнал технической физики, 91, № 1, с. 1631-1640 (2021) | Рубрика: 06.05

 

Бычков В.Л., Грачев Л.П., Есаков И.И., Семенов А.В. «Распространение одиночной волны давления по области разряда микроволнового диапазона длин волн в воздухе при средних давлениях» Журнал технической физики, 91, № 1, с. 1641-1644 (2021)

Кавитация между вращающимся и неподвижным цилиндрами возникает в виде цепочки пузырьков. Размеры пузырьков практически одинаковы, равно как и расстояния между пузырьками и их азимутальное расположение. Хотя такая форма кавитации наблюдалась в многочисленных экспериментах (в частности, в экспериментах с подшипниками), ее природа не была выяснена. Проведенный анализ показывает, что нарушение осевой симметрии потока из-за смещения оси одного из цилиндров приводит к регулярным волнообразным трехмерным возмущениям потока. Их "длина волны" определяется минимальным зазором между цилиндрами. Хотя течение между цилиндрами не является безвихревым, эти возмущения можно определить с помощью потенциала скорости. Ключевые слова: кавитация, круговые цилиндры, несоосные цилиндры, невязкий поток.

Журнал технической физики, 91, № 1, с. 1641-1644 (2021) | Рубрика: 06.05