Oscillations of a fluid in a circular cylinder with bottom elevation
- Authors: Nesterov S.V.1, Kalinichenko V.А.1
-
Affiliations:
- Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics, Russian Academy of Sciences
- Issue: No 1 (2024)
- Pages: 91-98
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/1024-7084/article/view/262493
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1024708424010063
- EDN: https://elibrary.ru/sdueaz
- ID: 262493
Cite item
Abstract
The problem of standing waves in a circular cylindrical vessel with an elevation on the bottom is formulated and numerically solved in the long wave approximation using an accelerated convergence algorithm. As a result of the calculations, the natural frequency of the fundamental wave mode is determined with a high accuracy. To compare the theoretical results, new experimental data on the excitation of standing surface gravity waves in a circular cylindrical vessel with parabolic and conical elevations at the bottom are presented. It is shown that the calculated and measured natural frequencies of the fundamental wave mode in vessels with the profiled bottom coincide between themselves.
About the authors
S. V. Nesterov
Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics, Russian Academy of Sciences
Author for correspondence.
Email: kalin@ipmnet.ru
Russian Federation, Moscow
V. А. Kalinichenko
Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics, Russian Academy of Sciences
Email: kalin@ipmnet.ru
Russian Federation, Moscow
References
- Rayleigh L. On waves // Lond. Edinb. Dublin Philos. Mag. J. Sci. 1876. V. 1. No. 4. P. 257–279. doi: 10.1080/14786447608639037
- Ламб Г. Гидродинамика. М.-Л.: Гостехиздат, 1947. 928 с.
- Lawrence H.R., Wang C.J., Reddy R.B. Variational solution of fuel sloshing modes // J. Jet Propuls. 1958. V. 28. No. 11. P. 729–736. doi: 10.2514/8.7443
- Моисеев Н.Н., Петров А.А. Численные методы расчета собственных частот колебаний ограниченного объема жидкости. Серия «Математические методы в динамике космических аппаратов». Вып. 3. М.: ВЦ АН СССР, 1966. 269 с.
- Abramson H.N. The Dynamic Behavior of Liquids in Moving Containers // NASA SP-106. 1966.
- Ibrahim R.A. Liquid sloshing dynamics: theory and applications. Cambridge Univ. Press, 2005. 948 p.
- Калашник М.В., Кахиани В.О., Ломинадзе Дж.Г., Патарашвили К.И., Свиркунов П.Н., Цакадзе С.Д. Нелинейные изохронные колебания жидкости в параболоиде. Теория и эксперимент // Изв. РАН. МЖГ. 2004. № 5. С. 131–142.
- Weidman P. New axisymmetric containers for isochronous sloshing: a tribute to B. Andreas Troesch // Inverse Probl. Sci. Eng. 2016. V. 24. No. 7. P. 1240–1248. doi: 10.1080/17415977.2016.1160394
- Akulenko L.D., Nesterov S.V. High-precision methods in eigenvalue problems and their applications. Boca Raton: CRC Press, 2005. 255 p.
- Акуленко Л.Д., Калиниченко В.А., Нестеров С.В. Сейши в канале с резким изменением рельефа дна // Изв. РАН. МЖГ. 2012. № 3. С. 103–111.
- Калиниченко В.А., Нестеров С.В., Со А.Н. Стоячие поверхностные волны в прямоугольном сосуде с локальными нерегулярностями стенок и дна // Изв. РАН. МЖГ. 2017. № 2. С. 65–74. doi: 10.7868/S0568528117020104
- Нестеров С.В. Собственные частоты и формы сейш в канале переменной глубины // ПММ. 2022. T. 86. № 3. С. 365–369. https://doi.org/10.31857/S0032823522030080
- Стенд «Исследования динамики и структуры осциллирующих течений» (ДСО). УИУ ГФК ИПМех РАН. http://www.ipmnet.ru/uniqequip/gfk/#aboutDSO
- Калиниченко В.А., Нестеров С.В., Секерж-Зенькович С.Я., Чайковский А.А. Экспериментальное исследование поверхностных волн при резонансе Фарадея // Изв. РАН. МЖГ. 1995. № 1. С. 122–129.
- Калиниченко В.А., Кравцов А.В., Родригес-Мижангес Р., Секерж-Зенькович С.Я., Флорес-Эспиноза Р. Гармоническая неустойчивость поверхности маловязкой жидкости в вертикально колеблющемся сосуде // ПММ. 2000. Т. 64. Вып. 2. С. 285–292.