Шагапов В.Ш., Галимзянов М.Н., Вдовенко И.И., Хабеев Н.С. «Особенности распространения звука в теплой воде с воздушными пузырьками» Инженерно-физический журнал, 91, № 4, с. 912-921 (2018)

Изучено распространение слабых возмущений в водо-воздушной пузырьковой среде в условиях, когда в пузырьках помимо нерастворимого в воде газа (например, воздуха) присутствуют пары воды, которые в процессе движения смеси могут превращаться в воду. При этом находящийся в пузырьках воздух будет оказывать диффузионное сопротивление и влиять на интенсивность фазовых переходов в системе пар–вода. Проанализировано влияние начальных параметров двухфазной смеси вода–пузырьки (объемного содержания фаз, размера дисперсной фазы, температуры воды) на эволюцию гармонических волн в пузырьковой жидкости.

Голых Р.Н., Боброва Г.А., Хмелёв В.Н., Нестеров В.А., Титов Г.А., Доровских Р.С. «Модель кавитационной интенсификации обменной химической реакции» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 22-26 (2018)

Представлена феноменологическая модель кавитационной интенсификации химических реакций в высокоинтенсивном ультразвуковом поле. В основе предложенной модели лежит статистический подход, который заключается в оценке константы скорости химической реакции, усредненной по объему. Усреднение проводится по объему, который намного больше, чем объем кавитационного пузырька, в котором микроскопическое значение постоянной зависит от ударного волнового давления при коллапсе кавитационных пузырьков. Константа скорости химической реакции зависит от давления и рассчитывается с использованием распределения скоростей молекул Максвелла и вероятности события, что энергия молекулы больше энергии активации для данной реакции. Численный анализ модели показал, что ультразвуковое воздействие повышает эффективность химических реакций в 1,5 раза.

Цыганок С.Н., Попенко А.Н., Голых Р.Н. «CAE-системы для моделирования процесса кавитации в среде при двухчастотном ультразвуковом воздействии» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 96-102 (2018)

Приведен обзор и сравнение CAE-систем (ANSYS и COMSOL), реализующих компьютерное моделирование процесса кавитации в среде при двухчастотном ультразвуковом воздействии. Для указанного процесса описано преимущество компьютерного моделирования, использующего численное решение методом конечных элементов. Для каждой приведенной системы описаны реализованные математические модели процесса кавитации и модули, осуществляющие расчёты. В результате сравнения систем в соответствии с заданными критериями наиболее подходящей признана система COMSOL Multiphysics с модулями MEMS и Acoustic.

Лопатин Р.А., Голых Р.Н., Хмелев В.Н., Минаков В.Д., Генне Д.В., Нестеров В.А. «Экспериментальное исследование влияния ультразвукового кавитационного воздействия на сырьевые компоненты полимерного композита» Южно-Сибирский научный вестник, № 3, с. 94-99 (2018)

Рассматривается экспериментальное влияние ультразвуковой кавитации на полимерную матрицу и наполнитель полимерного композиционного материала. В статье описан метод, используемый для создания образцов полимерного композиционного материала с целью обеспечения их идентичности, а также представлены результаты экспериментальных исследований, подтверждающие эффективность данного метода изменения свойств полимерных композиционных материалов.

Хмелев В.Н., Голых Р.Н., Шалунов А.В., Лопатин Р.А., Минаков В.Д., Сырников К.Е., Петреков П.В., Генне Д.В. «Влияние ультразвукового кавитационного воздействия на характеристики полимерных композиционных материалов» Научно-технический вестник Поволжья, № 8, с. 62-64 (2018)

Статья посвящена исследованию влияния ультразвукового излучения на свойства полимерных композитных материалов и энергозатраты при полимеризации.

Булычев Н.А, Казаря М.А., Этираи А., Чайков Л.Л. «Плазменный разряд в жидкофазных средах под действием ультразвуковой кавитации как метод синтеза газообразного водорода» Краткие сообщения по физике Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), 45, № 9, с. 11-16 (2018)

Показано, что инициируемая в жидкофазных средах в разрядном промежутке между электродами низкотемпературная плазма способна эффективно разлагать водородсодержащие молекулы органических соединений с образованием газообразных продуктов, в которых доля водорода составляет более 90% (по данным газовой хроматографии). Предварительные оценки энергетического КПД, рассчитанного с учетом теплоты сгорания водорода и исходных веществ, а также затрат электроэнергии, показали уровень КПД порядка 60–70% в зависимости от состава исходной смеси. Были проведены также теоретические расчеты напряжения и тока разряда при моделировании процесса, которые согласуются с данными эксперимента.

Тешуков В.М. «Кинетическая модель пузырькового течения» Прикладная механика и техническая физика, № 5, с. 130-139 (2000)

Для описания процессов коллективного взаимодействия газовых пузырьков, движущихся в идеальной несжимаемой жидкости, используется кинетический подход, основанный на приближенном вычислении потенциала течения жидкости и формулировке системы уравнений Гамильтона для обобщенных координат и импульсов пузырьков. Выведены кинетические уравнения, описывающие эволюцию функции распределения пузырьков, близкие к уравнениям Власова.

Уколов А.И., Родионов В.П. «Моделирование дефекта внутренней поверхности струйного кавитатора» Вестник Донского государственного технического университета (ДГТУ), 18, № 2, с. 146-156 (2018)

Введение. Статья посвящена исследованию работы гидродинамического кавитатора, используемого при эрозийном воздействии на поверхность твердого тела, а также оптимизации структуры устройства для увеличения разрушительной способности кавитационной струи. В работе рассмотрено влияние единичного дефекта внутренней поверхности комбинированного сопла на объемную долю содержания пара и геометрию области кавитации. Целью работы является выявление методом численного моделирования закономерностей влияния дефекта внутренней поверхности кавитатора различной величины на гидродинамические и кавитационные характеристики сопла. Материалы и методы. Использованы возможности программного пакета конечно-элементного анализа ANSYS Workbench и интегрированного в него модуля оптимизации процесса разработки и технологической подготовки в области вычислительной динамики жидкостей и газов ANSYS CFX. В основу моделирования положены экспериментальные данные, полученные при истечении воды в кавитационном режиме из исследуемого сопла на специально разработанном лабораторном стенде. Результаты исследования. Получены и представлены графические зависимости объемной доли содержания пара, полного давления и длины кавитационной области от расстояния вдоль оси струи при различной величине дефекта. Выявлены две фазы течения кавитационной струи в неидеальном кавитаторе, и показано влияние этого перехода на распределение скоростей в сечении устройства. Обсуждение и заключения. Наличие внутреннего дефекта на поверхности расходящегося конусного участка комбинированного сопла размером менее четверти диаметра центрального цилиндрического участка может не вызывать визуальных изменений в геометрии области кавитации, однако значительно снижает эрозийную способность кавитационной струи. Дальнейшее увеличения дефекта приводит к полному подавлению кавитации потока, но сохраняет его динамические характеристики. Полученные результаты способствуют усовершенствованию конструкций гидродинамических кавитаторов, улучшению их эрозийного воздействия при использовании кавитации для очистки подводных конструкций и механизмов.