Иткулова Ю.А., Абрамова О.А., Гумеров Н.А., Ахатов И.Ш. «Моделирование динамики пузырьков в трехмерных потенциальных течениях на гетерогенных вычислительных системах быстрым методом мультиполей и методом граничных элементов» Вычислительные методы и программирование: новые вычислительные технологии, 15, № 2, с. 239-257 (2014)

Исследуется динамика пузырьков в потенциальных течениях несжимаемой жидкости. Предлагаемый подход основан на методе граничных элементов для уравнения Лапласа, который особенно эффективен для трехмерного моделирования динамики пузырьков. Для увеличения масштаба задачи и ускорения расчетов разработан и реализован эффективный численный алгоритм. В зависимости от размера задачи для ускорения метода граничных элементов применяется прямой метод расчета матрично-векторного произведения на графических процессорах (GPU) или быстрый метод мультиполей (FMM), реализованный на гетерогенных вычислительных системах (многоядерные CPU и GPU). Предложен новый метод стабилизации сетки, моделирующий поверхность пузырька, основанный на фильтрации сферических гармоник. Все это позволяет напрямую рассчитывать трехмерную динамику одиночного пузырька, двух взаимодействующих пузырьков и пузырькового кластера с высокой степенью дискретизации поверхности. Разработанный метод может быть использован для решения широкого класса задач, связанных с потенциальными течениями пузырьковых жидкостей.

Андреев В.Г., Брюховецкий О.С., Пономарева О.И., Родионов В.Н. «Применение эффекта ультразвуковой кавитации для снижения вязкости нефти и повышения скорости ее транспортировки» Известия высших учебных заведений. Геология и разведка, № 4, с. 141-145 (1996)

Гюсан А.О. «Ультразвуковая кавитация в комплексном лечении полипозных риносинуситов» Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований, № 11, с. 60-61 (2011)

httр://www.aррlied-research.ru/ru/article/view?id=1857

Дежкунов Н.В., Лейтон Т.Г. «Исследование связи звуколюминесценции и ультразвукового капиллярного эффекта» Инженерно-физический журнал, 77, № 1, с. 45-51 (2004)

Изучена связь явлений генерирования свечения в кавитационной области (звуколюминесценция) и увеличения высоты и скорости подъема жидкости в капилляре под действием ультразвука (ультразвуковой капиллярный эффект). Показано, что при малых зазорах между капилляром и излучателем пороги этих эффектов, т.е. минимальные значения амплитуды колебаний, при которой они возникают, практически совпадают. Изменение параметров, приводящее к увеличению интенсивности звуколюминесценции, приводит и к увеличению ультразвукового капиллярного эффекта. Полученные результаты подтверждают гипотезу о кавитационной природе ультразвукового капиллярного эффекта и указывают на возможность использования капилляра в качестве индикатора активности акустической кавитации.

Ахатов И.Ш., Хисматуллин Д.Б. «Влияние диссипации на взаимодействие длинных и коротких волн в пузырьковых жидкостях» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 126-138 (2000)

Рассматривается взаимодействие длинных и коротких волн в разреженной монодисперсной смеси слабосжимаемой вязкой жидкости с пузырьками газа. Для учета диссипативных эффектов используется схема с эффективной вязкостью. Выделяются четыре случая диссипации: сильный, средний, слабый и очень слабый. В случаях средней, слабой и очень слабой диссипации с применением метода многих масштабов выводятся уравнения нерезонансного и резонансного взаимодействия волн. В некоторых из построенных моделей обнаруживается эффект "вырождения" взаимодействия. В случае "вырождения" строится и численно исследуется класс новых моделей диссипативного резонансного взаимодействия.

Козлов И.И., Очеретяный С.А., Прокофьев В.В. «Влияние свойств подводящего трубопровода на характер кавитационных автоколебаний при наличии в системе вентилируемой каверны с отрицательным числом кавитации» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 32-43 (2016)

Змиевской Г.Н., Ломакин А.Г., Скворцов С.П., Терешкина Д.В. «Оптический контроль параметров кавитирующей среды в ультразвуковой хирургии» Биомедицинская радиоэлектроника, № 9, http://www.radiotec.ru/catalog.php?cat=jr6&art=3583 (2003)

Представлены результаты исследования оптических характеристик кавитационной области вблизи торца ультразвукового хирургического инструмента с помощью зондирования коллимированным пучком лазерного излучения. Дан краткий анализ преимуществ оптических методов исследования по сравнению с традиционными. Описана методика экспериментальных исследований, основанная на пропускании через исследуемую область коллимированного пучка лазерного излучения ИК-диапазона (0,84–0,85 мкм), регистрации прошедшего излучения с помощью кремниевого фотодиода, аналоговой обработки сигнала с анализом спектра фототока в диапазоне 0–35 кГц и др.

Скворцов С.П., Баланцев А.Б. «Контроль параметров кавитирующей среды при ультразвуковой обработке» Биомедицинская радиоэлектроника, № 1-2, http://www.radiotec.ru/catalog.php?cat=jr6&art=3429 (2005)

Представлены результаты исследования интенсивности кавитационных процессов в малых объемах жидкости при работе ультразвуковых хирургических инструментов. Проанализировано влияние акустической и электрической мощности электроакустического преобразователя на скорость звукохимических реакций. Описана методика экспериментальных исследований, основанная на определении выхода продуктов звукохимической реакции по результатам оптических измерений, на непрерывном контроле акустической мощности по сигналу электрической обратной связи в ультразвуковом генераторе с компьютерным управлением и др.

Змиевской Г.Н., Крылов Ю.В., Скворцов С.П. «Моделирование процессов при оптическом зондировании ультразвуковой кавитационной области» Биомедицинская радиоэлектроника, № 9, http://www.radiotec.ru/catalog.php?cat=jr6&art=3357 (2005)

Предложена математическая модель прохождения монохроматического когерентного излучения через гетерогенную среду, представляющую собой жидкость со случайно распределенными парогазовыми пузырьками (кавитирующая среда). Рассеяние излучения описывается в рамках теории Ми, пульсации пузырьков – согласно теории Нолтинга–Непайраса. Численные расчеты проводятся в среде LabView. Получены зависимости коэффициента пропускания среды от индекса кавитации, толщины кавитирующего слоя, длины волны падающего излучения при учете пульсаций пузырьков. Показано, что в частотном спектре коэффициента пропускания присутствуют постоянная составляющая и компоненты с частотами как кратными, так и субкратными частоте ультразвуковых колебаний. Предложен алгоритм вычисления по результатам оптического зондирования индекса кавитации и амплитуд звукового давления с учетом уменьшения скорости звука в кавитирующей среде.

Никифоров В.Н., Булычев Н.А., Казарян М.А., Прядун В.В., Шевченко С.Н., Якунин В.Г., Тимошенко В.Ю., Быченко А.Б., Иванов А.В. «Исследование физических свойств и цитотоксичности наночастиц оксидов металлов, полученных методом разряда при ультразвуковой кавитации» Медицинская физика, № 4, с. 75-80 (2015)

Методом акустоплазменного разряда были получены наночастицы оксидов различных металлов – вольфрама, меди, железа, цинка – и показано, что наличие ультразвуковой кавитации при синтезе наночастиц существенно влияет на их размерные и физические характеристики. Размеры наночастиц определялись методом электронной микроскопии и лазерной корреляционной спектроскопии, результаты которых оказались в хорошем соответствии. На примере оксида вольфрама установлено различие спектров фотолюминесценции наночастиц, полученных в отсутствие и в присутствии ультразвуковой кавитации. Проведенные исследования полученных наночастиц в экспериментах in vitro на различных клеточных линиях не выявили их цитоксичности вплоть до концентраций 0,2 мг/мл и времени экспозиции 7 суток, что указывает на хорошие перспективы их биомедицинских применений в качестве средств диагностики и магнитной гипертермии.

Савченко Ю.Н., Морозов А.А., Савченко В.Т., Семененко В.Н. «Математическое моделирование суперкавитационного движения тел в воде на околозвуковых скоростях и системы его обеспечения» Математические машины и системы, № 1, с. 3-15. (1999)

Описываются особенности движения тел в суперкавитационном режиме, проблемы построения отдельных математических моделей на различных этапах движения тел и рассматриваются технологии в прогнозировании процессов и ситуаций при разработке и обслуживании СК объектов.