Effects of a rotational motion of a liquid between curvilinear walls

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The purpose of the work is the revealing and the researching of peculiarities of an average in time rotational motion of a viscous liquid which is bordering with solid bodies (curvilinear walls) under periodic in time influences which are characterized by the presence or the absence of a predominant direction in space. Methods. The analytic investigational methods for boundary problems for Navier–Stokes and continuity equations are used that are the method of perturbations (the method of a decomposition by degrees of a small parameter), the method of Fourier, an averaging. Results. A new problem on the motion of a viscous liquid is formulated and solved. New hydro-mechanical effects are revealed. Conclusion. The fulfilled investigation is a continuation of previous investigations of non-trivial dynamics of hydro-mechanical systems under periodic influences. In particular the work is directed to the determination of the range of possibilities to create quality changes of a hydro-mechanical systems dynamics by periodic influences. The obtained results can be used in a scientific researching of perspective approaches to the solving actual applied and fundamental problems.  

About the authors

Vladimir Leonidovich Sennitskii

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

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

References

  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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).