Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

06.05 Акустическая кавитация, сонолюминесценция

 

Губайдуллин Д.А., Никифоров А.А. «Взаимодействие акустических волн со слоем пузырьковой жидкости с неравномерным пространственным распределением пузырьков» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 49-52 (2018)

9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 49-52 (2018) | Рубрики: 04.16 06.01 06.05

 

Губайдуллин Д.А., Осипов П.П., Насыров Р.Р. «Сепарация частиц по их радиусу и по плотности материала в стоячей синусоидальной волне» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 52-54 (2018)

9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 52-54 (2018) | Рубрики: 04.16 06.01 06.05

 

Губайдуллин Д.А. «Динамика и акустика двухфазных газокапельных и пузырьковых сред» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 44-46 (2018)

9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 44-46 (2018) | Рубрики: 06.01 06.05

 

Губайдуллин Д.А., Федоров Ю.В. «Акустика жидкости с покрытыми оболочкой пузырьками» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 55-56 (2018)

9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 55-56 (2018) | Рубрики: 06.05 06.10

 

Топорков Д.Ю. «Рост возмущений сферичности кавитационного пузырька при его сильном сжатии» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 154-157 (2018)

Динамика пузырьков в жидкости представляет значительный интерес для науки и приложений из-за возможности достижения в них огромных плотностей, давлений и температур. Экстремально высокие степени сжатия среды в пузырьках реализуются в финальной стадии схождения формирующихся в их полости ударных волн. В течение чрезвычайно короткого времени в малой центральной области пузырька температуры и плотности могут принимать значения, превышающие 107 K и 10 г/см3 соответственно. Необходимым условием достижения таких уровней термодинамических параметров является близость формы ударной волны к сферической вплоть до вхождения в малую центральную область пузырька. Как известно, ударная волна в момент своего возникновения зависит от формы пузырька. Поэтому изучение эволюции возмущения сферичности пузырька является актуальным. Определяющее влияние на степень сжатия содержимого коллапсирующего пузырька оказывает скорость коллапса. Одним из важнейших параметров, влияющих на кинематические характеристики пузырька, является температура. Ранее было проведено исследование образования радиально-сходящихся ударных волн в кавитационном пузырьке в жидком ацетоне в зависимости от температуры окружающей жидкости в диапазоне от 273 до 400 К при давлении жидкости 50 бар (начальный радиус пузырька 0.5 мм). Было установлено, что ударная волна в пузырьке возникает при температуре жидкости из диапазона от 273 до 375 К. В настоящей работе исследуется рост возмущения сферичности пузырька при его коллапсе в ацетоне при давлении жидкости 50 бар в зависимости от температуры жидкости, варьируемой от 273 до 373 К.

9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 154-157 (2018) | Рубрика: 06.05

 

Мельников Н.П. «Временная изменчивость величины кавитационных порогов в экваториальной части Тихого океана» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 353-358 (2023)

Приводятся экспериментальные результаты измерений величины акустических кавитационных порогов, полученных в 11 рейсе НИС «Академик Александр Виноградов» в период с 21.02.1988 г. по 13.03.1988 г. За это время проведено четыре суточные станции с периодом измерения на трех станциях 30 минут на глубине 10 м, на одной станции – 10 минут на глубине 25 м. Каждое измерение представляет собой среднее 10 измерений кавитационного порога. Проведенная обработка экспериментальных результатов выявила суточную периодичность, около 24 ч, а также ∼13 ч и 8 ч периодичности. Такую временную зависимость величины кавитационных порогов может обеспечить в первую очередь, вертикальная миграция планктона.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 353-358 (2023) | Рубрики: 06.05 07.17

 

Егошина В.Д., Гонгальский М.Б., Цурикова У.А., Андреев В.Г., Осминкина Л.А. «Порог акустической кавитации в водных суспензиях пористых кремниевых наночастиц с различной степенью гидрофобности поверхности» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 776 (2023)

Наночастицы пористого кремния (пКНЧ) являются перспективным материалом для создания контейнеров, позволяющих обеспечить адресную доставку лекарств при терапии рака. Высвобождение лекарств из контейнеров может производиться под действием ультразвука. Основным механизмом при этом служит акустическая кавитация. Для её возникновения и развития требуется, чтобы амплитуда акустического давления превышала пороговое значение, величина которого существенно зависит от наличия зародышей кавитации в виде микроскопических газовых пузырьков. При определённых условиях в порах пКНЧ может оставаться достаточно много газа, который высвобождается под действием ультразвука и создает условия для развития кавитации. В работе исследована зависимость порогов акустической кавитации в водных суспензиях пКНЧ от степени гидрофобности их поверхности. ПКНЧ со средним размером 100 нм изготавливались механическим измельчением пленок пористого кремния (ПК) в этаноле. Такие пКНЧ исходно характеризуются гидрофильной поверхностью. Для получения амфифильных (гидрофобно-гидрофильных) наночастиц, пленки ПК перед измельчением гидрофобизировались путем модификации поверхности октадецилсиланом. При измельчении в этаноле гидрофобных пленок ПК до наночастиц, происходит разрыв кремний-кремниевых связей с последующим их окислением, за счет чего поверхность частично гидрофилизируется. Показано, что порог акустической кавитации в суспензиях амфифильных пКНЧ существенно снижается по сравнению с гидрофильными КНЧ. Величина порога акустической кавитации в суспензии амфифильных наночастиц с концентрацией 1 мг/мл оставалась практически постоянной в течение 5 дней. Полученные результаты важны для разработки методов сонодинамической терапии раковых заболеваний с использованием пКНЧ.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 776 (2023) | Рубрики: 06.05 16

 

Федоринчик М.П., Гаврилюк В.С., Минчук В.С., Дежкунов Н.В. «Прибор для исследования кавитации с высокой разрешающей способностью» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 910 (2023)

Представлен портативный кавитометр с высокой разрешающей способность. Принцип действия прибора основан на анализе и обработке спектра кавитационного шума, принимаемого широкополосным гидрофоном. При пульсациях и захлопывании кавитационные пузырьки генерируют акустические возмущения и ударные волны, которыми обусловлено интенсифицирующее действие на физико-химические процессы в жидкостях. Чем интенсивнее ударная волна, тем более высокочастотные составляющие содержит ряд Фурье, представляющий эту волну. Поэтому с ростом концентрации пузырьков и интенсивности их захлопывания растет интенсивность высокочастотных составляющих в спектре кавитационного шума и спектр расширяется в высокочастотную область. Кавитометр оснащен USB выходом и программой обработки данных. Программа обеспечивает регистрацию активности кавитации и одновременное отображение результатов на мониторе компьютера в реальном масштабе времени в виде графика. Программа кроме построения графиков выполняет статистическую обработку данных, а именно: вычисляет среднее значение за время регистрации, максимальное и минимальное значения, разброс значений за один цикл измерений и среднеквадратичное отклонение от среднего. Расширенная версия программы позволяет визуализировать спектры кавитационного шума в диапазоне частот от 10 кГц до 1 МГц. Приводятся результаты испытаний кавитометра.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 910 (2023) | Рубрика: 06.05

 

Котухов А.В., Шебеко В.П., Жарко Н.А., Николаев А.Л., Дежкунов Н.В. «Сравнительное исследование кавитации в импульсном и непрерывном ультразвуковых полях» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 960 (2023)

Приводятся результаты исследования закономерностей генерирования звуколюминесценции и спектральных компонент кавитационного шума в импульсном и непрерывном ультразвуковых полях. Показано, что зависимости интенсивности звуколюминесценции от приложенного к излучателю напряжения, от длительности и периода следования импульсов ультразвука имеют вид кривой с максимумом. Такой характер полученных зависимостей обусловлен конкурирующим влиянием двух факторов, связанных с увеличением концентрации кавитационных полостей и их размеров в кавитационной области: увеличением числа кавитационных событий (коллапсов) в единицу времени, с одной стороны, и уменьшение эффективности концентрации энергии пузырьками при захлопывании в условиях пересыщения кавитационной области пузырьками. Установлено, что максимальная активность кавитации, достигаемая при варьировании интенсивности ультразвука в достаточно широких пределах, растёт при увеличении периода следования и при уменьшении длительности импульсов ультразвукового поля. С ростом скважности импульсов интенсивность субгармоники в спектре кавитационного шума уменьшается. При большой скважности в дегазированной воде субгармоника и вовсе отсутствует, в том числе и в тех режимах, когда наблюдается высокий уровень интенсивности звуколюминесценции.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 960 (2023) | Рубрики: 06.05 06.23

 

Гвоздяков Д.В., Зенков А.В., Мальцев Л.И., Поджаров Ю.С. «Влияние кавитационной обработки водоугольных суспензий на средний размер капель в струе» Известия Томского политехнического университета, 335, № 3, с. 70-80 (2024)

Переход к экологически чистым энергетическим технологиям, обусловленный современными требованиями к охране окружающей среды, предполагает поиск и создание новых источников энергии, в том числе и топлив. Одним из способов удовлетворения этих требований и сохранения на прежнем уровне показателей по выработке энергии тепловыми электростанциями является переход на многокомпонентные топлива. Наиболее перспективными и доступными котельными топливами с точки зрения энергетики, экологии и экономики являются водоугольные суспензии. В связи с этим изучение свойств и характеристик таких топлив во многих странах является актуальным. Цель: проведение экспериментальных исследований степени влияния продолжительности кавитационной обработки водоугольных топлив на средний размер капель в струе после распыления пневматической форсункой и обоснование эффективности такого подхода для практического применения. Объект. Экспериментальные исследования проводились с водоугольными суспензиями на основе длиннопламенного угля (марки Д) с добавлением 10 и 20% по массе пирогенетической жидкости. В качестве образца сравнения использовалась суспензия, состоящая из угля и воды, без добавления пирогенетической жидкости. Методы. Приготовление водоугольных суспензий осуществлялось в роторном гидродинамическом генераторе кавитации. Для распыления водугольных суспензий использовалась пневматическая форсунка с внешним смешением. Средний размер капель топлива после распыления определялся при помощи метода Interferometric Particle Imaging. Результаты и выводы. Эксперименты по приготовлению водоугольных суспензий в составе с пирогенетической жидкостью показали рост значения динамической вязкости суспензии. Увеличение продолжительности обработки суспензий в роторном гидродинамическом генераторе кавитации позволяет снизить вязкость на 54%. Средний размер капель в струе при этом снижается на 22%.

Известия Томского политехнического университета, 335, № 3, с. 70-80 (2024) | Рубрика: 06.05