Статья: ОБОБЩЕННЫЕ ФУНКЦИИ МЕДЛЕННОГО РОСТА ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ДЛЯ КАПИЛЛЯРА ФОРМИРОВАНИЕ ВОЛН В СРЕДЕ ГАЗ-ЖИДКОСТЬ ГРАНИЦА РАЗДЕЛА ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КАВИТАЦИИ (2025)

Читать онлайн

Предложена модель формирования линейных коротких капиллярных волн на поверхности жидкость-газ под действием кавитации, создаваемой ультразвуковыми колебаниями. Уравнения распространения капиллярных волн были построены в виде классических и обобщенных функций (с медленным ростом), которые учитывают: вязкость жидкой фазы; затухание волновых колебаний с течением времени из-за вязкости жидкой фазы, что подразумевает ограниченную амплитуду волн (несмотря на то, что тот факт, что при отсутствии затухания волна может колебаться бесконечно долго с течением времени). Было доказано, что для уравнений в обобщенных функциях для случая схлопывания множества пузырьков в ограниченном объеме жидкости профиль смещения (как обобщенная функция, являющаяся интегральной в смысле главного значения Коши) поверхности раздела является регулярной обобщенной функцией медленного роста. Получены расчетные зависимости среднего увеличения межфазной поверхности от параметров ультразвукового воздействия и построены зависимости вязкости жидкости. Зависимости показали увеличение межфазной поверхности в 1,6 раза и более для жидкости с вязкостью, близкой к водной. Полученное значение аналогично экспериментальным данным. Установлено существование предельной вязкости, начиная с которой эффект перестает быть заметным. Это указывает на необходимость проведения исследований при различных температурах окружающей среды. Поскольку, с одной стороны, с повышением температуры вязкость жидкой фазы снижается, а с другой стороны, уменьшается степень развития кавитации. По-видимому, в этом отношении может существовать оптимальная температура.

The model of the formation of linear short capillary waves on the liquid-gas surface under the action of cavitation created by ultrasonic vibrations was proposed. The equations of propagation of capillary waves were constructed in the formulation of classical and generalized functions (of slow growth) that take into account: the viscosity of the liquid phase; attenuation of wave vibrations over time due to the viscosity of the liquid phase, which implies a limited amplitude of the waves (despite the fact that in the absence of attenuation, the wave can oscillate indefinitely over time). It was proved, that for equations in generalized functions for the case of collapse of a set of bubbles in a limited volume of liquid, the displacement profile (as generalized function, with is integral in the sense of the principal Cauchy value) of the interfacial surface is a regular generalized function of slow growth. The estimated dependences of the average increase in the interfacial surface on the parameters of ultrasonic action and the viscosity of the liquid are constructed. The dependences showed an increase in the interfacial surface up to 1.6 times or more for a liquid with a viscosity close to water. The obtained value is similar to the experimental data. The existence of a limiting viscosity has been established, starting from which the effect ceases to be noticeable. This indicates the need for research at different ambient temperatures. Since, on the one hand, with increasing temperature, the viscosity of the liquid phase decreases, and on the other hand, the degree of cavitation development decreases. Apparently, there may be an optimal temperature in this regard.

Ключевые фразы: cavitation, ultrasonic, generalized function, capillary wave, interface gasliquid
Автор (ы): Голых Роман Николаевич (Golyh R. N.)
Журнал: МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАМЕТКИ СВФУ

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

SCI
Математика
УДК
534-8. Колебания очень высокой частоты (малых длин волн). Ультразвуковые колебания
Для цитирования:
ГОЛЫХ Р. Н. ОБОБЩЕННЫЕ ФУНКЦИИ МЕДЛЕННОГО РОСТА ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ДЛЯ КАПИЛЛЯРА ФОРМИРОВАНИЕ ВОЛН В СРЕДЕ ГАЗ-ЖИДКОСТЬ ГРАНИЦА РАЗДЕЛА ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КАВИТАЦИИ // МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАМЕТКИ СВФУ. 2025. № 2, ТОМ 32
Текстовый фрагмент статьи
Будьте первым, кто начнет обсуждение

Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.