Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

06.01 Скорость, дисперсия, дифракция и затухание в газах и в жидкостях

 

Чернов А.А., Гузев А., Пильник А.А., Адамова Т.П., Левин А.А., Чудновский В.М. «Влияние вторичного вскипания на динамику струи, формирующейся при коллапсе парового пузырька, индуцированного лазерным нагревом жидкости» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 54-58 (2021)

Экспериментально исследован одиночный акт вскипания недогретой до температуры насыщения жидкости при воздействии на нее непрерывного лазерного излучения, передаваемого в рабочий объем посредством тонкого оптоволокна. Показано, что образованный вблизи торца оптоволокна паровой пузырек при схлопывании формирует горячую кумулятивную струю, вокруг которой наблюдается явление вторичного вскипания. Образующееся вокруг струи вторичное паровое включение имеет протяженную форму, движется и эволюционирует вместе с ней. Продемонстрировано существенное влияние данного включения на динамику распространения струи.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 54-58 (2021) | Рубрики: 06.01 06.05

 

Агишева У.О., Галимзянов М.Н. «Распространение акустических волн в теплой воде с парогазовыми пузырьками» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование, 13, № 1, с. 28-38 (2020)

Проблемы распространения волн в пузырьковых средах представляют большой интерес для исследователей на протяжении почти полувека в связи с широким распространением этих систем в природе и их интенсивным использованием в современных технологиях. Из литературы известно, что интенсивность затухания звуковых возмущений в рассматриваемых газожидкостных средах в основном определяется теплофизическими характеристиками газа, находящегося в пузырьках. Оказывается, что эти эффекты значительно усиливаются с ростом концентрации пара, обусловленного повышением температуры системы. В работе рассмотрено в плоскоодномерном и односкоростном приближении распространение малых возмущений в жидкости с пузырьками, заполненными паром и не растворимым в жидкой фазе газом. Для учета межфазного тепломассообмена использовались уравнения теплопроводности и диффузии внутри пузырька и уравнение теплопроводности в жидкости вокруг пузырька. Из условия существования решения в виде затухающей бегущей волны с учетом эффектов акустической разгрузки пузырьков выписано дисперсионное уравнение, проведены численные расчеты для воды с парогазовыми пузырьками. Исследованы особенности отражения гармонических волн от границы раздела "чистой" жидкости и жидкости с парогазовыми пузырьками. Проведен численный анализ влияния начального объем-газосодержания αg0 с двумя начальными размерами пузырьков a0=10–6 м и 10–3 м. Изучено влияние частот возмущений и температуры среды на коэффициент затухания акустической волны.

Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование, 13, № 1, с. 28-38 (2020) | Рубрика: 06.01

 

Шагапов В.Ш., Галиакбарова Э.В., Хакимова З.Р. «К теории локального зондирования трещин, образовавшихся при гидроразрыве пласта, с использованием импульсных волн давления» Прикладная механика и техническая физика, 62, № 4, с. 46-56 (2021)

Исследована динамика импульсного сигнала, распространяющегося в кольцевом зазоре между диагностирующим зондом и открытой скважиной, окруженной низкопроницаемым пластом, подвергаемым гидроразрыву. Трещины расположены вдоль скважины, скважина и трещиновато-пористая среда заполнены одной и той же акустически сжимаемой жидкостью. Задача решается численно методом быстрого преобразования Фурье. Получены дисперсионные уравнения, описывающие распространение затухающих бегущих волн в зазоре с учетом фильтрации жидкости через продольные трещины. Проведен анализ влияния фильтрационных характеристик пласта, трещин гидроразрыва пласта и ширины зазора между корпусом зонда и стенкой скважины на фазовую скорость и коэффициент затухания, а также на эволюцию импульсных сигналов.

Прикладная механика и техническая физика, 62, № 4, с. 46-56 (2021) | Рубрики: 06.01 09.05 09.09 14.04

 

Маркелова Т.В., Арендаренко М.С., Исаенко Е.А., Стояновская О.П. «Плоские звуковые волны малой амплитуды в газопылевой среде с полидисперсными частицами» Прикладная механика и техническая физика, 62, № 4, с. 158-168 (2021)

Рассмотрена задача о распространении плоских звуковых волн малой амплитуды в среде из несущего изотермического газа и твердых частиц различного размера, сформулированная на основе многожидкостной макроскопической модели среды. В модели дисперсная фаза представляет собой N фракций монодисперсных частиц, для описания динамики каждой фракции используются уравнения сплошной среды, в которой отсутствует собственное давление. Фракции обмениваются импульсами с несущим газом, но не между собой. На всю смесь действует общее давление, определяемое движением молекул газа, пылевые частицы считаются плавучими. Аналитическое решение задачи получено с использованием метода Фурье и дисперсионного анализа. В общем случае при произвольном значении времени релаксации решение находится численно с помощью разработанного и опубликованного кода. В частных случаях (бесконечно малого времени скоростной релаксации или релаксационного равновесия и бесконечно большого времени скоростной релаксации или вмороженного равновесия) определена эффективная скорость звука в газопылевой среде и с ее помощью получены простые аналитические представления решения задачи.

Прикладная механика и техническая физика, 62, № 4, с. 158-168 (2021) | Рубрики: 04.01 06.01

 

Любимова Т.П., Паршакова Я.Н., Скуридин Р.В. «Численное исследование влияния аксиальных вибраций конечной амплитуды и частоты на течения и деформации поверхности жидкой зоны в условиях невесомости» Вычислительная механика сплошных сред, 12, № 4, с. 455-461 (2019)

Вибрационное воздействие на неоднородные среды является одним из механизмов управления процессами, происходящими в этих средах. Для гидродинамических систем вибрации могут сильно влиять на характер движения и форму поверхности раздела и приводить к поведению, которое значительно отличается от поведения в статических полях. В настоящей работе численно исследуются течения и деформации поверхности цилиндрической жидкой зоны, окруженной коаксиальным слоем газа. Сверху и снизу система ограничена параллельными твердыми пластинами, совершающими аксиальные вибрации с конечной амплитудой и частотой. Задача решается для условий невесомости. Цель работы состоит в исследовании и объяснении природы новых вибрационных явлений, наблюдаемых в экспериментах. Расчеты проводятся в рамках полной неосредненной постановки с использованием метода объема жидкости. Получены данные о мгновенных и средних полях скорости и мгновенной и средней форме поверхности раздела жидкость–газ при различных частотах и амплитудах вибраций. Показано, что аксиальные вибрации торцов генерируют волны на поверхности раздела, распространяющиеся внутрь к центру зоны. Поверхностными волнами индуцируется среднее течение, направленное вблизи поверхности раздела от колеблющихся пластин к центру жидкой зоны. Кроме того, при наличии вибраций вблизи твердых пластин возникает среднее течение в виде тороидальных вихрей с направлением движения от поверхности раздела к оси зоны. В условиях неоднородного нагрева вблизи поверхности раздела цилиндрической жидкой зоны формируется термокапиллярное течение, влияние вибраций на которое также изучается в статье. Показано, что вибрации приводят к подавлению интенсивности термокапиллярной конвекции.

Вычислительная механика сплошных сред, 12, № 4, с. 455-461 (2019) | Рубрики: 04.12 06.01