Эффекты вращательного движения жидкости между криволинейными стенками

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Целью работы является выявление и изучение особенностей среднего по времени вращательного движения вязкой жидкости, граничащей с твердыми телами (криволинейными стенками), при периодических по времени воздействиях на жидкость, характеризующихся наличием или отсутствием выделенного направления в пространстве. Методы. Использованы аналитические методы исследования краевых задач для уравнений Навье–Стокса и неразрывности: метод возмущений (метод разложения по степеням малого параметра), метод Фурье, усреднение. Результаты. Поставлена и решена новая задача о движении вязкой жидкости. Обнаружены новые гидромеханические эффекты. Заключение. Проведенное исследование является продолжением предшествующих исследований нетривиальной динамики гидромеханических систем при периодических воздействиях. Работа направлена, в частности, на определение диапазона возможностей порождения периодическими воздействиями качественных изменений в динамике гидромеханических систем. Полученные результаты могут использоваться в научном поиске перспективных подходов к решению актуальных прикладных и фундаментальных проблем.  

Об авторах

Владимир Леонидович Сенницкий

Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук

ORCID iD: 0009-0006-5131-2858
Новосибирск, проспект академика Лаврентьева, 15

Список литературы

  1. Челомей В. Н. Парадоксы в механике, вызываемые вибрациями // Доклады АН СССР. 1983. Т. 270, № 1. С. 62–67.
  2. Сенницкий В. Л. О движении кругового цилиндра в вибрирующей жидкости // Прикладная механика и техническая физика. 1985. Т. 25, № 5. С. 19–23.
  3. Сенницкий В. Л. Движение шара в жидкости, вызываемое колебаниями другого шара // Прикладная механика и техническая физика. 1986. Т. 27, № 4. С. 31–36.
  4. Луговцов Б. А., Сенницкий В. Л. О движении тела в вибрирующей жидкости // Доклады АН СССР. 1986. Т. 289, № 2. С. 314–317.
  5. Любимов Д. В., Любимова Т. П., Черепанов А. А. О движении твердого тела в вибрирующей жидкости // В кн.: Конвективные течения: Сб. науч. тр. Пермь: Издательство Пермского педагогического института, 1987. С. 61–71.
  6. Сенницкий В. Л. О движении газового пузыря в вязкой вибрирующей жидкости // Прикладная механика и техническая физика. 1988. Т. 29, № 6. С. 107–113.
  7. Челомей В. Н. Избранные труды. М.: Машиностроение, 1989. 336 с.
  8. Сенницкий В. Л. Преимущественно однонаправленное движение газового пузыря в вибрирующей жидкости // Доклады АН СССР. 1991. Т. 319, № 1. С. 117–119.
  9. Сенницкий В. Л. Преимущественно однонаправленное движение сжимаемого твердого тела в вибрирующей жидкости // Прикладная механика и техническая физика. 1993. Т. 34, № 1. С. 100–101.
  10. Sennitskii V. L. On motion of inclusions in uniformly and non-uniformly vibrating liquid // Proceedings of the International workshop on G-jitter. Potsdam (USA): Clarkson University, 1993. P. 178–186.
  11. Lyubimov D. V. New approach in the vibrational convection theory // Proc. 14 IMACs Congresson Computational and Applied Mathematics. Atlanta, Georgia, USA: Georgia Institute of Technonogy, 1994. P. 59—68.
  12. Lyubimov D. V. Thermovibrational flows in nonuniform systems // Microgravity Quarterly. 1994. Vol. 4, no. 1. P. 221—225.
  13. Сенницкий В. Л. Движение включений в колеблющейся жидкости // Сибирский физический журнал. 1995. № 4. С. 18–26.
  14. Kozlov V. G. Solid body dynamics in cavity with liquid under high-frequency rotational vibration // Europhysics Letters. 1996. Vol. 36, no. 9. P. 651–656. doi: 10.1209/epl/i1996-00282-0.
  15. Lyubimov D. V., Lyubimova T. P., Meradji S., Roux B. Vibrational control of crystal growth from liquid phase // J. Crystal Growth. 1997. Vol. 180. P. 648–659. doi: 10.1016/S0022-0248(97)00294-7.
  16. Иванова А. А., Козлов В. Г., Эвеск П. Динамика цилиндрического тела в заполненном жидкостью секторе цилиндрического слоя при вращательных вибрациях // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 1998. № 4. С. 29–39.
  17. Любимов Д. В., Перминов А. В., Черепанов А. А. Генерация осреднённых течений в вибрационном поле вблизи поверхности раздела сред // В кн.: Вибрационные эффекты в гидродинамике. Пермь: изд. Перм. гос. университета, 1998. С. 204–221.
  18. Сенницкий В. Л. Движение шара в жидкости в присутствии стенки при колебательных воздействиях // Прикладная механика и техническая физика. 1999. Т. 40, № 4. С. 125–132.
  19. Lavrenteva O. M. On the motion of particles in non-uniformly vibrating liquid // Europ. J. Appl. Math. 1999. Vol. 10, no. 3. P. 251–263. doi: 10.1017/S0956792599003745.
  20. Сенницкий В. Л. Движение пульсирующего твердого тела в вязкой колеблющейся жидкости // Прикладная механика и техническая физика. 2001. Т. 42, № 1. С. 82–86.
  21. Любимов Д. В., Любимова Т. П., Черепанов А. А. Динамика поверхностей раздела в вибрационных полях. М.: Физматлит, 2003. 216 с.
  22. Пятигорская О. С., Сенницкий В. Л. Движение шара в жидкости, вызываемое колебаниями другого шара // Прикладная механика и техническая физика. 2004. Т. 45, № 4. С. 102–106.
  23. Иванова A. A., Козлов В. Г., Кузаев A. Ф. Вибрационная подъемная сила, действующая на тело в жидкости вблизи твердой поверхности // Доклады Академии Наук. 2005. Т. 402, № 4. С. 488–491.
  24. Lyubimov D., Lyubimova T., Vorobev A., Mojtabi A., Zappoli B. Thermal vibrational convection in near-critical fluids. Part I: Non-uniform heating // Journal of Fluid Mechanics. 2006. Vol. 564. P. 159–183. doi: 10.1017/S0022112006001418.
  25. Hassan S., Lyubimova T. P., Lyubimov D. V., Kawaji M. Motion of a sphere suspended in a vibrating liquid-filled container // J. Appl. Mech. 2006. Vol. 73, no. 1. P. 72–78. doi: 10.1115/1.1992516.
  26. Lyubimov D. V., Lyubimova T. P., Shklyaev S. V. Behavior of a drop on an oscillating solid plate // Phys. Fluids. 2006. Vol. 18. P. 012101. doi: 10.1063/1.2137358.
  27. Shevtsova V., Melnikov D., Legros J. C., Yan Y., Saghir Z., Lyubimova T., Sedelnikov G., Roux B. Influence of vibrations on thermodiffusion in binary mixture: A benchmark of numerical solutions // Phys. Fluids. 2007. Vol. 19, no. 1. P. 017111. doi: 10.1063/1.2409622.
  28. Сенницкий В. Л. О движении включения в однородно и неоднородно колеблющейся жидкости // Прикладная механика и техническая физика. 2007. Т. 48, № 1. С. 79–85.
  29. Иванова А. А., Козлов В. Г., Кузаев А. Ф. Вибрационное гидродинамическое взаимодействие сферы с границами полости // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2008. № 2. С. 31–40.
  30. Сенницкий В. Л. О колебательном движении неоднородного твердого шара в вибрирующей жидкости // Прикладная механика и техническая физика. 2009. Т. 50, № 6. С. 27–35.
  31. Иванова А. А., Козлов В. Г., Щипицын В. Д. Легкий цилиндр в полости с жидкостью при горизонтальных вибрациях // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2010. № 6. С. 63–73.
  32. Kozlov V. G., Ivanova A. A., Schipitsyn V. D., Stambouli M. Lift Force on the cylinder in viscous liquid under vibration. Acta Astronaut. 2012. Vol. 79. P. 44–51. doi: 10.1016/j.actaastro.2012.04.013.
  33. Пятигорская О. С., Сенницкий В. Л. Пример движения цилиндрического твердого тела в вязкой жидкости // Прикладная механика и техническая физика. 2013. Т. 54, № 2. С. 81–87.
  34. Пятигорская О. С., Сенницкий В. Л. О движении твердых частиц в колеблющейся жидкости // Прикладная механика и техническая физика. 2013. Т. 54, № 3. С. 74–78.
  35. Lyubimov D. V., Baydin A. Y., Lyubimova T. P. Particle dynamics in a fluid under high frequency vibrations of linear polarization // Microgravity Sci. Technology. 2013. Vol. 25. P. 121–126. doi: 10.1007/s12217-012-9336-3.
  36. Иванова A. A., Козлов В. Г., Щипицын В. Д. Подъемная сила, действующая на цилиндрическое тело в жидкости вблизи границы полости, совершающей поступательные колебания // Прикладная механика и техническая физика. 2014. Т. 55, № 5. С. 55–63.
  37. Алабужев А. А. Поведение цилиндрического пузырька под действием вибраций // Вычисл. механика сплошных сред. 2014. Т. 7, № 2. С. 151–161. doi: 10.7242/1999-6691/2014.7.2.16.
  38. Сенницкий В. Л. О заданной ориентации твердого включения в вязкой жидкости // Сибирский журнал индустриальной математики. 2015. Т. 18, № 1. С. 123–128. doi: 10.17377/SIBJIM.2015.18.110.
  39. Vlasova O. A., Kozlov V. G. The repulsion of flat body from the wall of vibrating container filled with liquid // Microgravity sci. Technology. 2015. Vol. 27. P. 297–303. doi: 10.1007/s12217-015-9460-y.
  40. Kozlov N. V., Vlasova O. A. Behaviour of a heavy cylinder in a horizontal cylindrical liquidfilled cavity at modulated rotation // Fluid dyn. res. 2016. Vol. 48, no. 5. 055503. doi: 10.1088/0169-5983/48/5/055503.
  41. Сенницкий В. Л. Парадоксальное движение жидкости // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2017. № 8–1. С. 28–33. doi: 10.17513/mjpfi.11753.
  42. Сенницкий В. Л. Преимущественно однонаправленное вращение твердого тела и вязкой жидкости // Сибирский журнал индустриальной математики. 2017. Т. 20, № 2. С. 93–97.
  43. Власова О. А., Козлов В. Г., Козлов Н. В. Динамика тяжелого тела, находящегося во вращающейся кювете с жидкостью, при модуляции скорости вращения // Прикладная механика и техническая физика. 2018. Т. 59, № 2. С. 39–49.
  44. Коновалов В. В., Любимова Т. П. Численное исследование влияния вибраций на взаимодействие в ансамбле газовых пузырьков и твёрдых частиц в жидкости // Вычислительная механика сплошных сред. 2019. Т. 12, № 1. С. 48–56. doi: 10.7242/1999-6691/2019.12.1.5.
  45. Щипицын В. Д. Колебания неосесимметричного цилиндра в заполненной жидкостью полости, совершающей вращательные осцилляции // Письма в Журнал технической физики. 2020. Т. 46, вып. 15. С. 43–46. doi: 10.21883/PJTF.2020.15.49749.18349.
  46. Сенницкий В. Л. Преимуществено однонаправленное течение вязкой жидкости // Сибирский журнал индустриальной математики. 2021. Т. 24, № 2. С. 126–133. doi: 10.33048/SIBJIM.2021.24.210.
  47. Сенницкий В. Л. О течении вязкой жидкости в поле силы тяжести // Теплофизика и аэромеханика. 2021. Т. 28, № 3. С. 373—377.
  48. Коновалов В. В., Любимова Т. П. Влияние акустических вибраций на взаимодействие газового пузыря и твердой частицы в жидкости // Пермские гидродинамические научные чтения: Сборник статей по материалам VIII Всероссийской конференции, посвященной памяти профессоров Г. З. Гершуни, Е. М. Жуховицкого и Д. В. Любимова. Отв. редактор Т. П. Любимова. Пермь: Пермский государственный национальный исследовательский университет, 2022. С. 254–261.
  49. Сенницкий В. Л. Об особенностях течения жидкости в поле силы тяжести // Сибирские электронные математические известия. 2022. Т. 19, № 1. С. 241–247. doi: 10.33048/semi.2022.19.018.
  50. Сенницкий В. Л. Особенности динамики вязкой жидкости со свободной границей при периодических воздействиях // Известия высших учебных заведений. Прикладная нелинейная динамика. 2024. Т. 32, № 2. С. 197—208. doi: 10.18500/0869-6632-003091.
  51. Капица П. Л. Маятник с вибрирующим подвесом // Успехи физических наук. 1951. Т. 44, вып. 1. С. 7–20. .
  52. Крылов Н. М., Боголюбов Н. Н. Введение в нелинейную механику. М.-Ижевск: НИЦ Регулярная и хаотическая динамика, 2004. 352 с.
  53. Боголюбов Н. Н., Митропольский Ю. А. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. М.: ГИФ-МЛ, 1958. 408 с.
  54. Сенницкий В. Л. О силовом взаимодействии шара и вязкой жидкости в присутствии стенки // Прикладная механика и техническая физика. 2000. Т. 41, № 1. С. 57—62.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

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».