Влияние вязкости на поведение капли (пузыря) в жидкости под действием вибраций

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе исследуется влияние вязкости на колебания жидкого или газового включения (капля или газовый пузырек) в однородной жидкости под действием внешних вибраций. Предполагается, что амплитуда вибраций мала, а частота велика, однако скорость вибраций и толщина динамических пограничных слоев конечны. Проведено численное моделирование поведения включения в неосредненной постановке с помощью метода объема жидкости. Изучено влияние вязкой диссипации на амплитуду колебаний включения и его осредненную форму. Получены поля течений, генерируемых вибрациями вблизи включения при различных параметрах вибраций. Проведено сравнение полученных численных данных с известными аналитическими результатами. Предложены поправки, учитывающие вязкую диссипацию, возникающую при уменьшении частоты вибраций.

Об авторах

Т. П. Любимова

Институт механики сплошных сред УрО РАН

Email: lyubimovat@mail.ru
Пермь, Россия

А. О. Иванцов

Институт механики сплошных сред УрО РАН

Email: aivantsov@yandex.ru
Пермь, Россия

Список литературы

  1. Ганиев Р.Ф., Лапчинский В.Ф. Проблемы механики в космической технологии. М.: Машиностроение, 1978. 119 c.
  2. Блехман И.И., Бутенин Н.В., Ганиев Р.Ф. и др. Вибрации в технике: справочник: в 6 томах. М.: Машиностроение. 1979.
  3. Любимов Д.В., Любимова Т.П., Черепанов А.А. Динамика поверхностей раздела в вибрационных полях. М.: Физматлит, 2003. 216 c.
  4. Блехман И.И. Что может вибрация? О “вибрационной механике” и вибрационной технике. М.: ЛЕНАНД, 2017. 216 c.
  5. Miller C.A., Scriven L.E. The oscillations of a fluid droplet immersed in another fluid // J. Fluid Mech. 1968. V. 32. № 3. P. 417–435. https://doi.org/10.1017/S0022112068000832
  6. Ламб Г. Гидродинамика. М.;Л.: Гостехиздат, 1947. 928 c.
  7. Lyubimov D.V., Lyubimova T.P., Cherepanov A.A. Resonance oscillations of a drop (bubble) in a vibrating fluid // J. Fluid Mech. 2021. V. 909. P. A18. https://doi.org/10.1017/jfm.2020.949
  8. Konovalov V.V., Lyubimov D.V., Lyubimova T.P. Resonance oscillations of a drop or bubble in a viscous vibrating fluid // Phys. Fluids. 2021. V. 33. № 9. P. 094107. https://doi.org/10.1063/5.0061979
  9. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1969. 742 c.
  10. Longuet-Higgins M.S. Mass Transport in Water Waves // Philos. Trans. R. Soc. Lond. Ser. Math. Phys. Sci. Royal Society, 1953. V. 245. № 903. P. 535–581. https://www.jstor.org/stable/91480
  11. Dore B.D. On mass transport induced by interfacial oscillations at a single frequency // Math. Proc. Camb. Philos. Soc. 1973. V. 74. № 2. P. 333–347. https://doi.org/10.1017/S0305004100048118
  12. Klimenko L.S., Lyubimov D.V. Average flow generation by a pulsating flow near a curved interface // Eur. Phys. J. E. 2017. V. 40. № 1. P. 6. https://doi.org/10.1140/epje/i2017-11494-7
  13. Lyubimov D.V. et al. Vibration-induced wall-bubble interactions under zero-gravity conditions // J. Fluid Mech. 2024. V. 992. P. 1–41. https://doi.org/10.1017/jfm.2024.541
  14. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М.: Физматгиз, 1959. 700 c.
  15. Maxey M.R., Riley J.J. Equation of motion for a small rigid sphere in a nonuniform flow // Phys. Fluids. AIP. 1983. V. 26. P. 883–889. https://doi.org/10.1063/1.864230
  16. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Гидродинамика. 3-е изд. М.: Наука, 1986. 736 с.
  17. Lyubimov D.V. et al. Deformation of gas or drop inclusion in high frequency vibrational field // Microgravity Q. 1996. V. 6. P. 69–73.
  18. Lyubimov D.V., Cherepanov A.A., Lyubimova T.P. et al. Interface orienting by vibration orientation d`une interface par vibration// Comptes Rendus Académie Sci. — Ser. IIB — Mech.-Phys.-Chem.-Astron. Elsevier Masson. 1997. V. 325. № 7. P. 391–396. https://doi.org/10.1016/S1251-8069(97)80068-1
  19. Zharikov E.V., Prihod’ko L.V., Storozhev N.R. Fluid flow formation resulting from forced vibration of a growing crystal // J. Cryst. Growth. 1990. V. 99. № 1–4 (2). P. 910–914. https://doi.org/10.1016/S0022-0248(08)80051-6
  20. Lyubimov D., Lyubimova T., Roux B. Mechanisms of vibrational control of heat transfer in a liquid bridge // Int. J. Heat Mass Transf. 1997. V. 40. № 17. P. 4031–4042. https://doi.org/10.1016/S0017-9310(97)00053-7
  21. Gershuni G.Z., Lyubimov D.V. Thermal vibrational convection // John Wiley & Sons., 1998. 358 p.
  22. Lyubimov D.V. Convective flows under the influence of high-frequency vibrations // Eur J. of Mech. — B/Fluids. 1995. V. 14. № 4. P. 439–458.
  23. Луговцов Б.А., Сенницкий В.Л. О движении тела в вибрирующей жидкисти // ДАН СССР. 1986. Т. 289. № 2. С. 314–317.
  24. Любимов Д.В., Любимова Т.П., Черепанов А.А. О движении твердого тела в вибрирующей жидкости // Конвективные Течения Пермь ПГПИ. 1987. C. 61–70.
  25. Клименко Л.С., Любимов Д.В. Генерация среднего течения пульсационным потоком около искривленной свободной поверхности // Изв РАН МЖГ. 2012. № 1. C. 33–43.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».