Голубкина И.В., Осипцов А.Н. «Режимы и структура течения при взаимодействии волн уплотнения с плоской стенкой в газокапельном потоке» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 73-76 (2022)

Исследуются стационарные течения газокапельного потока с учетом фазовых переходов в области регулярного взаимодействия волн уплотнения с плоской стенкой.

Григорьев А.И., Колбнева Н.Ю., Ширяева С.О. «Об источнике энергии, идущей на излучение осциллирующей каплей электромагнитных и акустических волн» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 77-78 (2022)

Осциллирующая облачная капля или капля дождя, несущая собственный или индуцированный внешним электростатическим полем электрический заряд способна излучать электромагнитные волны. Вне зависимости от наличия заряда на капле, она при осцилляциях в сжимаемой среде способна генерировать и акустические волны, в том числе и в диапазоне слышимых человеческим ухом звуков. Математическая теория этих явлений разработана детально, но кое-какие лакуны остались. Так не понятен источник энергии, идущей на генерацию акустических и электромагнитных волн, ведь большая часть исследований проведена на простейшей модели идеальной несжимаемой жидкости. При излучении каплей электромагнитных или акустических волн энергия, запасенная в ней, уменьшается. Очевидной энергией, подходящей для таких процессов, является тепловая. В самом деле, при излучении электромагнитных волн ускоренно движущимися зарядами они замедляются. То же самое происходит и с излучением акустических волн: приводя в движение окружающие каплю частицы среды (например, молекулы газа) осциллирующая капля передает им механическую энергию движения, и при этом замедляется скорость движения молекул жидкости в приповерхностном слое капли. Скорость движения молекул той либо иной среды есть мера ее температуры. Другими словами при излучении электромагнитных или акустических волн осциллирующей каплей ее температура снижается. Восполнение количества тепла, запасенного в капле возможно за счет теплообмена со средой. В состоянии равновесия тепловая энергия, получаемая каплей от среды, должна равняться энергии, теряемой ею с акустическим и электромагнитным излучениями. Расчеты показывают, что интенсивность акустического излучения от уединенной капли на много порядков (более чем на десять порядков, в зависимости от радиуса) превышает интенсивность электромагнитного излучения от капли тех же размеров. Даже перепад температур в 10^–18° между средой и каплей обеспечит необходимый для поддержания непрерывного электромагнитного и акустического излучения поток тепловой энергии на каплю.

Губайдуллин Д.А., Ткаченко Л.А., Фадеев С.А., Шайдуллин Л.Р. «Резонансные колебания газа в закрытой трубе при наличии неоднородного температурного поля» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 86-88 (2022)

Исследованы колебания газа в закрытой трубе в неоднородном температурном поле вблизи резонансных частот возбуждения при различных источниках теплоты. В численных экспериментах с увеличением объемной плотности теплового потока наблюдается дисперсия резонансной частоты, обусловленная пропорциональностью резонансной частоты и скорости звука. При наличии источника тепла в трубе амплитуда колебаний осевой компоненты скорости газа приобретает параболический радиальный профиль. Результаты расчетов показывают, что при заданной амплитуде смещения поршня увеличение температуры ведет к росту интенсивности колебаний газа.

Ильиных А.Ю. «Формирование каверн и пузырей погружающимся в жидкость всплеском» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 127-129 (2022)

Целью настоящей работы является экспериментальное исследование механизмов быстрого массопереноса вещества капли в принимающую жидкость в зоне слияния и взаимоуничножения свободных поверхностей контактирующих сред. Эволюция картины переноса вещества капли в принимающую жидкость исследована методом высокоскоростной видеорегистрации с учетом собственных масштабов задачи в широком диапазоне параметров.

Юй Чжоакай «Исследование малых колебаний жидкости в условиях микрогравитации» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 300-304 (2022)

Задача о нахождении положения равновесия жидкости в условиях микрогравитации может быть сведена к решению нелинейного дифференциального уравнения на свободной поверхности при граничных условиях на линиях трёхфазного контакта. При решении задачи о малых колебаниях капиллярной жидкости основное внимание уделяется динамическому условию на свободной поверхности и граничному условию на линиях смачивания. В статье предлагается спиральная пружина для моделирования воздействия силы поверхностного натяжения. В тороидальных сосудах проявлены явление изменения ориентации равновесной свободной поверхности и сложные формы колебаний капиллярной жидкости.

Аллилуева А.И. «Распространение узких пакетов в средах со скачкообразными параметрами. Асимптотические решения волнового уравнения» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 30-31 (2022)

Теория комплексного ростка Маслова описывает асимптотические решения широкого класса дифференциальных и псевдодифференциальных уравнений с гладкими коэффициентами. Эти решения представляют собой функции, локализованные вблизи множеств положительной коразмерности в пространстве независимых переменных (в простейшем случае это гауссовы пучки, сосредоточенные вблизи точки или кривой) и определяются геометрическими объектами в фазовом пространстве, а именно комплексными векторными расслоениями над изотропными поверхностями, инвариантными относительно фазового потока, соответствующего символу рассматриваемого (псевдо) дифференциального оператора. В то же время в различных приложениях часто встречаются уравнения, коэффициенты которых содержат особенности (в частности, они могут сингулярно зависеть от малого параметра). Для этих задач теория комплексного ростка непосредственно не применима, а именно: на множествах, соответствующих носителям особенностей, необходимо перестраивать указанные геометрические объекты. В настоящей работе мы опишем эту перестройку в простейшей, но важной ситуации: рассмотрим асимптотику решения задачи Коши для волнового уравнения, в котором скорость нерегулярно зависит от малого параметра. В качестве начального условия выбираем гауссов пакет, локализованный вблизи одной точки; тем самым комплексный росток Маслова представляет собой расслоение над отрезком траектории, выходящим из этой точки. Основной результат — явные формулы асимптотики решения задачи Коши; эти формулы содержат правила преобразования комплексного ростка в точках нерегулярности скорости.

Губайдуллин Д.А. «Волновая динамика и акустика парогазожидкостных сред» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 82-85 (2022)

Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований динамики линейных и нелинейных возмущений в газокапельных и пузырьковых смесях. Ранее был изучен ряд аспектов по данной тематике. Рассмотрены процессы распространения слабых волн в парогазовых полидисперсных (с произвольной функцией распределения включений по размерам) и дискретных многофазных парогазокапельных и пузырьковых (с оболочкой вокруг пузырька) средах, а также в смесях жидкости с частицами и пузырьками газа. Представлены математические модели, получены дисперсионные соотношения, изучены высоко- и низкочастотные асимптотики коэффициента затухания, обсуждаются области применимости развитых теорий. Наличие оболочки вокруг пузырька газа существенно влияет на дисперсию и диссипацию волн в пузырьковых жидкостях. Показано хорошее согласие представленных результатов с опубликованными экспериментальными данными других авторов. Изучено распространение импульсных возмущений давления в жидкости, содержащей многослойную преграду. Проведен расчет искажения акустического сигнала при диагностике многослойного образца, содержащего слой жидкости с полидисперсными пузырьками. По итогам результатов расчетов отражения акустической волны от слоя конечной толщины, содержащей аэрозоль или пузырьковую жидкость, установлены соотношения между длиной волны и толщиной слоя, при которых коэффициент отражения принимает экстремальные значения. Получено хорошее согласие теоретических и экспериментальных данных. Теоретически и экспериментально изучены нелинейные колебания аэрозолей и динамика частиц в трубах в ударно- и безударно волновом режимах. Установлена немонотонная зависимость времени осаждения табачного дыма от степени заполнения закрытой трубы при резонансных частотах колебания поршня. Численно исследовано распространение ударных волн в газовзвесях и ударно-волновой разлет газовзвеси в двухкомпонентный газ. Изучено влияние сорта газа на динамику процесса. Проиллюстрировано хорошее согласие теории и опытных данных. Представлены результаты экспериментов по исследованию нелинейных колебаний и осаждению аэрозолей в кубическом резонаторе

Губайдуллин Д.А., Зарипов Р.Р. «Взаимодействие акустических волн с многофазными смесями с полидисперсными включениями при учете фазовых превращений» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 85-86 (2022)

Исследуется взаимодействие акустических волн с многофазными смесями с учетом полидисперсного состава смеси и фазовых превращений. Рассмотрен наиболее общий случай, когда несущая фаза состоит из N+1 полидисперсных фракций, при этом одна фракция участвует в фазовых превращениях, а N фракций не участвуют. Каждая фракция смеси характеризуется своими размерами и материалами включений, а также имеет свою произвольную функцию распределения включений по размерам. На основе теорий двухфазных сред, представленных ранее получены линеаризованные уравнения сохранения массы, импульса и энергии, которые учитывают многофазность и полидисперсность смеси. Выведено дисперсионное соотношение, которое определяет динамику акустических волн в рассматриваемой среде. На основе методике, представленной ранее и выведенного дисперсионного соотношения получена математическая модель, определяющая отражение акустических волн от границы многофазной смеси с полидисперсными включениями. С помощью полученных соотношений проанализировано влияние количества фракций в смеси, размеров включений каждой фракции, массового содержания включений, функций распределения включений по размерам, а также фазовых превращений на взаимодействие акустических волн с многофазными полидисперсными смесями.

Гущин В.А., Смирнова И.А. «Математическое моделирование цепочки пятен с разрывами в стратифицированной жидкости» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 88-91 (2022)

Проведено математическое моделирование задачи о динамике цепочки пятен перемешанной жидкости в стратифицированной среде, расположенных горизонтально, на некотором расстоянии друг от друга. Пятна перемешанной жидкости – это следствие взаимодействия внутренних волн, которые при определенных условиях могут опрокидываться. Также пятна могут возникать за движущимся в стратифицированной среде подводным объектом, если рассматривать срез поперечного сечения следа. Блинообразные пятна простираются горизонтально на расстояния, значительно превышающие их вертикальные размеры. Задача описывается уравнениями Навье–Стокса в приближении Буссинеска. В качестве расслаивающей составляющей выбирается соленость для возможности в дальнейшем сравнивать с результатами лабораторных исследований. Задача представляет интерес с точки зрения теоретической гидродинамики стратифицированной жидкости, для экспериментальной оценки времени создания стационарного поля. Задача численно моделируется методом расщепления для исследования течений несжимаемой жидкости. Конечно-разностная схема метода обладает вторым порядком аппроксимации по пространственным переменным, минимальной диссипацией и дисперсией, работоспособностью в широком диапазоне чисел Рейнольдса и Фруда и важным свойством монотонности. Выявлены критерии образования полосы. Получены результаты в виде полей возмущения солености.

Демид М.С., Закирова Д.Р., Хисматуллина Ф.С. «О влиянии высокочастотного электромагнитного поля на процессы смешивающегося неизотермического течения многокомпонентной многофазной жидкости в сложных средах» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 91-94 (2022)

Представлено формирование наиболее полной математической модели, описывающей процесс многофазной многокомпонентной неизотермической фильтрации флюидов в пористом насыщенном пласте при высокочастотном электромагнитном воздействии на него. Особое внимание уделено математическому моделированию термобарических условий неизотермического процесса, т.е. представлению PVTмодели.

Ильиных А.Ю. «Быстрый перенос вещества падающей капли в толщу жидкости» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 124-126 (2022)

Генерация быстрых компонентов импакта капли обусловлена процессами конверсии доступной потенциальной поверхностной энергии в другие формы (флуктуации давления и температуры, движение новых компонентов с образованием новых поверхностей) в зоне слияния. Дальнейшая эволюция тонких течений включает формирование венца и каверны с дискретным распределением вещества, выброс брызг, генерацию коротких капиллярных волн на вновь образованных компонентах течений и наборов газовых пузырей в области схлопывания последовательности каверн.

Кожурина П.И., Горкунов С.В., Долуденко А.Н. «Исследование устойчивости контактной границы жидкость–газ в рамках сетевой модели пористой среды» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 136-138 (2022)

Колчанов Н.В., Сидоров А.С. «Экспериментальное определение теплофизических и фильтрационных свойств искусственных волокнистых пористых сред с внутренним тепловыделением и низкой теплопроводностью» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 145-147 (2022)

Рассматривается задача отвода тепла за счет конвекции в сложных системах, состоящих из нескольких горизонтальных слоев: газ–пористая среда, насыщенная газом. В теоретических расчетах для такой системы ранее получена бимодальная нейтральная кривая. Это означает, что в одном случае конвективное течение возникает в виде локальных валов в свободном от пористой среды слое, а в другом – в виде крупномасштабных валов, захватывающих оба слоя. Подбирая параметры системы отношение толщин слоев, отношение их теплопроводностей и др., можно повышать эффективность отвода тепла из системы. Для этих целей проведено экспериментальное моделирование тепловыделяющей волокнистой пористой среды с низкой теплопроводностью и определены ее свойства. Исследуемые образцы пористой среды сделаны путём вплетения тепловыделяющих волокон в фотополимерный каркас. Для анализа мощности тепловыделения и определения эффективной теплопроводности разработана и собрана экспериментальная установка. По температуре в центре пористого слоя определена мощность тепловыделения во всём объёме пористого образца. Проведено сравнение расчетной мощности с потребляемой от источника питания электрической мощности. Получены значения эффективной доли тепловыделяющей части, скорректированной за счет тепловыделения фотополимерным каркасом. Экспериментально определена проницаемость волокнистых пористых сред конвективным методом и построена зависимость проницаемости от пористости.

Кривоносова О.Э., Жиленко Д.Ю. «Структуры волн в течениях, вызванных вращательными колебаниями жидкости с двумя независимыми частотами» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 148-150 (2022)

Рассматриваются волны, возникающие в сферическом слое, заполненном вязкой несжимаемой жидкостью, при модуляции скорости вращения внутренней границы слоя. В осесимметричном приближении рассчитывается поле скоростей течения, которое далее используется для построения волновых поверхностей. Волновые поверхности это поверхности равных фаз, которые здесь определяются из временных рядов азимутальной компоненты скорости течения с помощью преобразования Гильберта. Рассмотрены течения при нулевых средних скоростях вращения границ. При малых амплитудах модуляции обнаружены сферические волны. Исследовано взаимодействие волн при двухчастотной модуляции. Показана возможность усиления низкочастотной малоамплитудной составляющей

Соболева Е.Б. «Развитие неустойчивости Рэлея–Тейлора в пористой среде при наличии конечных флуктуаций плотности» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 232-234 (2022)

Задача о развитии неустойчивости Рэлея–Тейлора является одной из классических в гидродинамике. В настоящей работе изучается данный вид неустойчивости, развивающейся в пористой среде. Нижний слой образован однокомпонентной жидкостью, верхний слой состоит из такой же жидкости и растворенной в ней примеси. Это система смешивающихся жидкостей; примесь распространяется за счет диффузии и конвекции. На начальном этапе, пока конвективное движение еще не появилось, примесь диффундирует из верхней части области в нижнюю; при этом формируется диффузионная зона между слоями, расширяющаяся со временем. Ранее отмечено, что особенность подобных задач заключается в том, что базовое состояние нестационарно из-за расширения диффузионной зоны, поэтому важно, в какой момент времени существующие в системе малые возмущения приведут к появлению конвективного движения. Можно предполагать, что время начала конвекции оказывает влияние на ее характеристики в дальнейшем. Начало и развитие неустойчивости в данной работе исследуется численным методом. Используется гидродинамическая модель, включающая уравнение неразрывности несжимаемой жидкости, уравнение движения, основанное на законе Дарси, и уравнение конвекции-диффузии, описывающее транспорт примеси. В системе исходно задаются конечные флуктуации плотности на интерфейсе между слоями жидкости, что, во-первых, приближает постановку задачи к реальным условиям, во-вторых, при изменении масштаба флуктуаций дает представление об их влиянии на начало и развитие конвективного движения. Ранее изучалась начальная (квазипериодическая) стадия конвекции. В настоящей работе исследования продолжены до более поздних времен, чтобы попытаться ответить на вопрос, который ранее не обсуждался: как долго начальные флуктуации влияют на конвективное течение и массоперенос?

Стояновская О.П., Маркелова Т.В. «Звуковые волны в газопылевой среде без диссипации с межфазным обменом импульсом и тепловой энергией» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 235-236 (2022)

Для моделирования на макроуровне динамики газовзвесей необходимо численно решать уравнения газодинамического типа с релаксационными слагаемыми, описывающими передачу импульса и энергии от газа к частицам и наоборот. Для ультрадисперсных частиц время скоростной и тепловой релаксации намного короче, чем время, на котором рассматривается динамика среды. В этом случае время релаксации является малым параметром задачи, который делает задачу жесткой. В настоящий момент ведется разработка методов, погрешность которых при фиксированных счетных параметрах стремится к нулю при бесконечно малых и бесконечно больших временах релаксации. Такие методы имеют преимущество при решении жестких задач, так как позволяют выбирать расчетные параметры независимо от малых физических параметров задачи. Для исследования свойств новых методов и верификации вычислительных комплексов необходимы задачи, имеющие аналитическое или эталонное решение. В работе рассматривается модель газопылевой среды с невязким несущим политропным газом, которая представляет собой квазилинейную систему уравнений в частных производных слабо гиперболического типа. Для этой системы получено дисперсионное соотношение и найдено аналитическое решение задачи, соответствующее движению монохроматической бегущей волны в двухфазной среде. При конечных временах релаксации фазовая скорость зависит от длины волны. Показано, что в предельных случаях (времена скоростной и тепловой релаксации стремятся к нулю или релаксационное равновесия, соответствующие времена стремятся к бесконечности или вмороженное равновесие) скорость движения волн не зависит от длины волны. Это позволяет распространять известные аналитические решения для чистого газа на газопылевую среду в релаксационном равновесии. Установлено, что скорость звука в двухфазной среде в релаксационном равновесии есть функция от скорости звука в чистом газе. А также от безразмерных переменных – массовой доли твердых частиц в газе, показателя адиабаты газа (отношения теплоемкостей газа при постоянном давлении и постоянном объеме) и показателя адиабаты для газопылевой среды (отношения теплоемкостей пыли и газа при постоянном объеме). Путем численного анализа дисперсионного соотношения, соответствующего режиму релаксационного равновесия, установлен диапазон значений массовой доли частицы. В нем скорость звука в среде чувствительна к значению показателя адиабаты для газопылевой среды. Аналитическое решение воспроизведено в численных расчетах и рекомендуется к использованию как тест для изучения алгоритмов расчета межфазного взаимодействия.

Стрижаков Е.А., Хисматуллина Ф.С. «Математическое моделирование движения флюида в неоднородной среде с учётом изменения PVT свойств» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 236-239 (2022)

Представлена математическая модель фильтрации флюида в неоднородной среде с учётом динамики изменения пластового давления. Приведены практические результаты использования модели в рамках разработки алгоритма расчёта системы «флюид–пласт» для интегрированного моделирования месторождений нефти и газа. Схематически продемонстрирована связь между компонентами системы.

Уточкин В.Ю., Брацун Д.А. «Эволюция и структура движений в системе реагирующих растворов с межфазной границей» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 256-257 (2022)

В последние два десятилетия всё большее внимание со стороны исследователей в области химии и механики жидкости привлекает к себе проблема взаимодействия конвективного движения и химических реакций. С одной стороны, это связано с появлением множества приложений в технологиях химической промышленности. С другой, проблема имеет фундаментальный характер и представляет интерес с точки зрения исследования спонтанной самоорганизации сложных систем. Спектр задач реакции-диффузии и без учета механического движения среды чрезвычайно обширен, поэтому значительная часть исследователей фокусируется на реакции нейтрализации с ее простой, но нелинейной кинетикой. Наиболее удобной в этом случае является конфигурация в виде двухслойной системы растворов кислоты и щёлочи, приведение которых в контакт сопровождается появлением третьего компонента – соли. Наличие сразу трех веществ с различными физическими свойствами обусловливает большое количество параметров задачи и, следовательно, широкое многообразие сценариев эволюции. В недавней экспериментальной работе Mizev A, Shmyrova A. Buoyancy-driven instabilities induced by a neutralization reaction in immiscible fluids // J. Phys.: Conf. Ser. 1809, 012030. 2021, посвященной исследованию неустойчивости в системе двух несмешивающихся реагирующих жидкостей, был обнаружен ряд уникальных режимов конвекции, теоретическая трактовка которых до сих пор не ясна. В настоящей работе строится математическая модель наблюдавшегося в этой работе явления.

Федоров Ю.В. «Волновая динамика капель октафторпропана в упруго-вязкой жидкости» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 258-259 (2022)

В работе Doinikov A.A., Sheeran P.S., Bouakaz A., Dayton P.A. (doi: 10.1118/1.4894804) представлены экспериментальные данные по росту пузырька пара внутри капли октафторпропана, находящейся в воде. Предполагалось, что когда капля полностью испарялась, то начинал совершать радиальные колебания чистый пузырек пара, то есть в этом случае полагалось, что отсутствуют фазовые переходы. Приведено сравнение с описанным экспериментом. Найдено хорошее соответствие теории с опытными данными.

Федюшкин А.И., Иванов К.А. «Решение задач о высокочастотной вибрационной конвекции в областях различной геометрии» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 260-263 (2022)

Приведены примеры численного решения задач о вибрационной конвекции в областях различной геометрии (прямоугольной, цилиндрической, одно- и многосвязной) заполненной неравномерно нагретой жидкостью, находящейся в высокочастотном вибрационном поле с ускорением. Для условий невесомости в высокочастотном вибрационном поле представлены виброконвективные течения в расплаве (с малым числом Прандтля) в полостях различной геометрии для разных вибрационных параметров. Показано, что изменением вибрационных параметров можно менять структуру и направление конвективного течения, что согласуется с теоретическими результатами, указывающими на дискретную неустойчивость возникновения виброконвекции.

Хайирбеков Ш.Х., Ильиных А.Ю. «Тонкая структура распределения вещества составной капли в принимающей жидкости в режиме формирования всплеска» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 263-266 (2022)

Практический и научный интерес к явлению импакта капли обусловлен фундаментальностью данной задачи. А также широким диапазоном масштабов природных и технологических процессов: от масштабов порядка размеров первичной капли и вторичных брызг (перенос вещества мелкими брызгами, излучение звука), до глобальных в масштабах планеты (формирование туманов и облаков). Систематическое исследование импакта капли началось со второй половины XIX века. Этому способствовало как использование искровой вспышки для освещения быстропротекающих процессов, так и достаточный уровень развития гидродинамики в целом.

Ходырев С.В., Очиров А.А. «Распространение цилиндрических волн на поверхности стратифицированной жидкости» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 267-268 (2022)

Волны, распространяющиеся вдоль свободной поверхности жидкости, издавна вызывают интерес у исследователей из разных стран. Часто задача решается в плоской постановке для упрощения математических выкладок. При этом в классических описаниях поверхностных волн часть решений зачастую бывает утеряна. Основываясь на фундаментальной системе уравнений, была построена упрощенная модель для невязкой жидкости, в которой уравнение состояния заменятся выражением для плотности жидкости. В результате исследования было получено и проанализировано дисперсионное соотношение, описывающее связь между частотой и длинной волны или волновым числом, а также другими параметрами рассматриваемой задачи. Получены выражения для фазовой и групповой скоростей волнового движения. Исследовано влияние стратификации жидкости на распространение волны. Показано, что предельный переход к однородной жидкости выполняется.

Чашечкин Ю.Д. «Капиллярные и акустические волны импакта капли» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 277-280 (2022)

В последние годы все большее внимание уделяется одновременному изучению физических, гидродинамических и акустических процессов, сопровождающих слияние свободно падающей капли с покоящейся принимающей жидкости. Научный и практический интерес вызывают изменчивые и в то же время воспроизводимые картины течений, механизмы формирования течений и волн. Кольцевые капиллярно-гравитационные волны были замечены в конце XIX века. Акустические волны импакта капли вначале были зарегистрированы в воздухе в начале прошлого века, а с появлением гидрофонов – и в воде. В последние годы измерения шума дождя используются для определения интенсивности осадков в удаленных регионах океана. Одновременно развиваются теоретические и лабораторные исследования всех видов волн капельных течений. Описание гидродинамических процессов проводится на основе определений жидкости как подвижной сплошной среды, равновесное состояние которой характеризуется распределением потенциала Гиббса, его производных – термодинамических величин (плотности, энтропии, давления, температуры, концентрации растворенных веществ и взвешенных частиц), коэффициентов молекулярного переноса– вязкости, температуропроводности и диффузии, параметрами распространения волн (скоростей звука, света), переноса зарядов (электропроводность) и электромагнитных полей. Течение жидкости определяется как внутренне присущий или вынужденный совместный перенос вещества, импульса и энергии. В капельных течениях наглядно проявляется действие всех механизмов переноса энергии – макроскопического с течением и волнами и медленного диффузионно-диссипативного и прямого быстрого атомно-молекулярного.

Чашечкин Ю.Д., Очиров А.А. «Поверхностные волны в вязкой непрерывно стратифицированной жидкости» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 283-286 (2022)

Задачи распространения волн в неоднородных средах привлекают внимание исследователей в связи с большим количеством научных и практических приложений. Если речь идет о стратифицированных жидкостях, то чаще внимание наблюдателей обращено на изучение внутренних волн. Настоящая работа направлена на исследование распространения поверхностных волн. Были проанализированы дисперсионные соотношения, описывающее связь между частотой и длиной волны или волновым числом, а также другими параметрами задачи. Получены выражения для фазовой и групповой скоростей волнового движения и их аналоги для сопутствующих лигаментов. Также визуализированы потоки энергии и импульса на характерных масштабах волнового и лигаментного течения. Исследовано влияние стратификации жидкости на характеристики волн.

Ян Наинг У. «Нормальные колебания вращающейся стратифицированной жидкости» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 309-312 (2022)

В линейной постановке рассматриваются задачи о свободных колебаниях идеальной стратифицированной вращающейся несжимаемой жидкости, полностью заполняющей неподвижную жесткую полость. Для описания вихревого движения вращающейся однородной жидкости обычно применяют метод функций состояния С.Л. Соболева или метод обобщенных потенциалов Ф.Л. Черноусько. Развитие метода С.Л. Соболева на случай неоднородной жидкости с произвольным изменением плотности оказывается трудновыполнимой задачей. Метод обобщенных потенциалов, использующий некоторое ограничение на изменение переменных от времени, в этом смысле является более удобным. Метод Ф.Л. Черноусько позволяет наиболее полным образом выделить гидродинамическую задачу из общей задачи механики системы тело-жидкость

Ильичев А.Т., Цыпкин Г.Г. «Сравнительный анализ приближений Дарси и Бринкмана при переходе к неустойчивости в пористой среде» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 508, № 1, с. 30-34 (2023)

Проведено исследование устойчивости фронта испарения в пористой среде. Для описания течения используется обобщенное уравнение фильтрации Бринкмана. Представлено сравнение полученных результатов с результатами, найденными в рамках приближения Дарси. Показано, что использование приближения Бринкмана устраняет неограниченность скорости роста возмущений на малых масштабах, что имеет место в случае закона Дарси. Поверхность раздела становится более устойчивой, а в случае неустойчивости наиболее неустойчивая мода соответствует конечному значению волнового числа.

Ломакин Е.В., Лурье С.А., Рабинский «Структура и механические свойства композитов с высокими демпфирующими свойствами» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 510, № 1, с. 70-76 (2023)

Исследуются демпфирующие свойства композитных материалов, армированных упругими сферическими и волокнистыми включениями с вязкоупругими покрытиями. Показывается, что в композитах с морфологией частиц может быть реализован эффект значительного усиления диссипативных потерь, когда эффективные свойства потерь композита могут превышать диссипативные свойства вязкоупругого покрытия более чем в 20 раз. Предлагаются аналитические оценки оптимальных параметров гибридных композитов. Анализируется влияние возможных несовершенств структуры композита на эффективные диссипативные свойства.