|
Ученые записки Казанского университета. Серия Физико-математические науки, 2014, том 156, книга 1, страницы 79–108
(Mi uzku1231)
|
|
|
|
Эта публикация цитируется в 1 научной статье (всего в 1 статье)
Эволюция возмущений сферической формы кавитационного пузырька при его взрывном коллапсе
Р. И. Нигматулинa, A. A. Аганинb, М. А. Ильгамовc, Д. Ю. Топорковb a Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН, г. Москва, Россия
b Институт механики и машиностроения КазНЦ РАН, г. Казань, Россия
c Институт механики им. P. P. Мавлютова УНЦ РАН, г. Уфа, Россия
Аннотация:
Изучена степень роста малых отклонений от сферической формы кавитационного пузырька при его однократном сильном сжатии. В начале сжатия пары жидкости в полости пузырька находятся в состоянии насыщения. Отклонения от сферичности принимаются в виде сферических гармоник степени $n=2,3,\dots$. Движение пара в пузырьке и окружающей жидкости представляется как суперпозиция сферической составляющей и ее несферического возмущения. Сферическая составляющая движения пара и жидкости описывается уравнениями газовой динамики, так как в финальной высокоскоростной стадии сжатия в пузырьке могут возникать ударные волны, становится существенной сжимаемость жидкости. При этом учитываются нестационарная теплопроводность пара и жидкости, неравновесность испарения и конденсации на межфазной поверхности. Применяются реалистичные широкодиапазонные уравнения состояния. При описании несферической составляющей движения учитывается влияние вязкости жидкости, поверхностного натяжения, плотности пара в пузырьке, неоднородности его давления. Коллапс кавитационного пузырька в воде и ацетоне рассматривается при давлении жидкости $p_\infty$, начальном радиусе пузырька $R_0$, температуре жидкости $T_0$, изменяющихся в диапазонах $250\leq R_0\leq1000$ мкм, $1\leq p_\infty\leq50$ бар, $20\leq T_0\leq40\,^\circ$ С у воды и $0\leq T_0\leq20\,^\circ$ С у ацетона. В частности, установлено, что при $R_0=500$ мкм, $p_\infty\leq50$ бар, $T_0=20\,^\circ$ С у воды и $T_0=0\,^\circ$ С у ацетона амплитуда малой несферичности пузырька в виде отдельных сферических гармоник может возрастать при сжатии в воде до 2000 раз, в ацетоне до 150 раз. Исследована зависимость роста несферичности от ряда важных в этом отношении факторов, таких как начальный радиус пузырька, давление жидкости, вязкость жидкости, испарение и конденсация на поверхности пузырька, наличие пара в пузырьке, теплопроводность в паре и жидкости и т.д.
Ключевые слова:
кавитационный пузырек, паровой пузырек, коллапс пузырька, сжатие пузырька, искажение сферической формы, деформация пузырька.
Поступила в редакцию: 24.12.2013
Образец цитирования:
Р. И. Нигматулин, A. A. Аганин, М. А. Ильгамов, Д. Ю. Топорков, “Эволюция возмущений сферической формы кавитационного пузырька при его взрывном коллапсе”, Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Физ.-матем. науки, 156, № 1, Изд-во Казанского ун-та, Казань, 2014, 79–108
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/uzku1231 https://www.mathnet.ru/rus/uzku/v156/i1/p79
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 533 | PDF полного текста: | 236 | Список литературы: | 54 |
|