Распространение волны давления в канале, заполненном жидкостью при наличии в ней пузырькового кластера тороидальной формы


Просмотр статьи
PDF, 977,7 КБ

Propagation of a pressure wave in a channel filled with liquid containing a toroidal bubble cluster

The paper studies the dynamics of pressure waves in a channel with water containing a water-air bubble cluster in the form of a torus. A system of macroscopic equations of masses, number of bubbles, pulses and pressure in bubbles in the approximation of cylindrical symmetry was used. This system of equations was solved according to an explicit scheme. The dependence of the maximum pressure amplitude formed in the channel on the geometric parameters of the cluster and channel, as well as on the amplitude of the initial impact, was analyzed. It is shown that in the case of a continuous cylindrical cluster, the amplitude of the wave signal behind the bubble zone is several times higher than the amplitude for the case of a cylindrical toroidal cluster.

cylindrical channel, bubble cluster, pressure wave, toroidal bubble cluster

DOI: http://doi.org/10.33257/PhChGD.23.6.1029


Том 23, выпуск 6, 2022 год



В работе изучены динамика волн давления в канале с водой, содержащей водовоздушный пузырьковый кластер в форме тора. Была использована система макроскопических уравнений масс, числа пузырьков, импульсов и давления в пузырьках в приближении цилиндрической симметрии. Данная система уравнений решалась по явной схеме. Была проанализирована зависимость максимальной амплитуды давления, формирующейся в канале, от геометрических параметров кластера и канала, а также от амплитуды первоначального воздействия. Показано, что в случае сплошного цилиндрического кластера амплитуда волнового сигнала за пузырьковой зоной в несколько раз превышает амплитуду для случая цилиндрического тороидального кластера.

канал цилиндрической формы, пузырьковый кластер, волна давления, тороидальный пузырьковый кластер

DOI: http://doi.org/10.33257/PhChGD.23.6.1029


Том 23, выпуск 6, 2022 год



1. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Ч. 1., 2 М.: Наука, 1987. 386 с.
2. Кедринский В.К. Гидродинамика взрыва: эксперимент и модели. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000.
3. Накоряков В.Е., Покусаев Б.Г., Шрейбер И.Р. Волновая динамика газо- и парожидкостных сред. — М.: Энергоатомиздат, 1990. — 248 с: ил.
4. Кедринский В.К., Шокин Ю.И., Вшивков В.А., Дудникова Г.И., Лазарева Г.Г. Генерация ударных волн в жидкости сферическими пузырьковыми кластерами // Доклады Академии наук. 2001. Т. 381. № 6. С. 773-776.
5. Нигматулин Р.И., Шагапов В.Ш., Гималтдинов И.К., Галимзянов М.Н. Двумерные волны давления в жидкости, содержащей пузырьковые зоны // Доклады Академии наук. 2001. Т. 378. № 6. С. 763-768.
6. Донцов В.Е. Взаимодействие ударной волны со сферическим газожидкостным кластером // Прикладная механика и техническая физика. 2004. Т. 45. № 1 (263). С. 3-11.
7. Донцов В.Е. Распространение волн давления в газожидкостной среде кластерной структуры // Прикладная механика и техническая физика. 2005. Т. 46. № 3 (271). С. 50-60.
8. Кедринский В.К., Вшивков В.А., Лазарева Г.Г. Формирование и усиление ударных волн в пузырьковом "шнуре" // Прикладная механика и техническая физика. 2005. Т. 46. № 5. С. 46-52.
9. Галимзянов М.Н., Гималтдинов И.К., Шагапов В.Ш. Двумерные волны давления в жидкости, содержащей пузырьки // Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. 2002. № 2. С. 139-147.
10. Ильгамов М.А. Гильманов А.Н. Неотражающие условия на границах расчетной области. М.: Физматлит, 2003. - 240 с.