|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Эволюция искажений сферической формы кавитационного пузырька при акустическом сверхсжатиистатья
- Авторы: АГАНИН А.А., ИЛЬГАМОВ М.А., ЛЭХИ Р.Т.МЛ, НИГМАТУЛИН Р.И., ТАЛЕЙАРХАН Р.П., ТОПОРКОВ Д.Ю.
- Журнал: Известия Уфимского научного центра Российской академии наук
- Номер: 1
- Год издания: 2015
- Первая страница: 5
- Последняя страница: 26
- Аннотация: Рассмотрена эволюция малых отклонений от сферической формы кавитационного пузырька в ходе его однократного расширения-сжатия в условиях экспериментов по ядерному излучению при акустической кавитации. В используемой математической модели поверхность пузырька представляется в виде суммы сферических гармоник (полиномов Лежандра степени n = 0, 2, 3, 4, …), одна из которых ( n = 0) соответствует сферической форме, а другие ( n ? 2) - осесимметричным отклонениям от нее в виде соответствующей гармоники. Движение пара в пузырьке и окружающей жидкости определяется как суперпозиция сферической составляющей и ее несферического возмущения. При описании сферической составляющей движения учитываются нестационарная теплопроводность пара и жидкости, неравновесность испарения-конденсации на межфазной поверхности. Учитывается, что в ходе медленного расширения и начала сжатия пузырька пар в его полости ведет себя как идеальный с давлением, близким к однородному. При этом принимается во внимание, что вязкость жидкости весьма существенна, а ее сжимаемостью можно пренебречь. На стадии быстрого сжатия в пузырьке могут возникать ударные волны, становится существенной сжимаемость жидкости. Все это учитывается в используемой модели. На стадии быстрого сжатия применяются реалистичные широкодиапазонные уравнения состояния для пара в пузырьке и окружающей жидкости. При описании несферической составляющей движения учитывается влияние вязкости жидкости, поверхностного натяжения, плотности пара в пузырьке и неоднородности его давления. Получены оценки максимально возможных значений относительной амплитуды (отнесенной к начальной) малых гармонических (в виде полиномов Лежандра степени n = 2, 3, … с длиной волны l n = 2p R / n, где R - радиус пузырька) искажений сферической формы пузырька в момент коллапса (момент экстремального сжатия содержимого пузырька). При этом рассматривается возможность возникновения начальных искажений сферичности пузырька в произвольный момент стадии расширения. Полученные оценки показывают, во сколько раз максимально может увеличиться амплитуда малых начальных искажений сферичности пузырька к моменту коллапса. Приведен ряд простых аналитических формул, описывающих величину радиуса пузырька в момент максимального расширения, его изменение на стадии сжатия, эволюцию искажения сферичности пузырька при сжатии.
- Добавил в систему: Измоденов Владислав Валерьевич