Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Поиск по журналу

Теплофизика и аэромеханика

2010 год, номер 1

Низкочастотные колебания интенсивности лазерного луча, прошедшего через систему кавитационных кластеров воды

В. Н. Скоков1, В. П. Коверда2, А. В. Виноградов3, А. В. Решетников4
1 Институт теплофизики Уральского отделения РАН, vnskokov@itp.uran.ru
2 Институт теплофизики Уральского отделения РАН
3 Институт теплофизики Уральского отделения РАН
4 Институт теплофизики Уральского отделения РАН
Ключевые слова: акустическая кавитация, низкочастотные пульсации, спектр мощности, 1/f шум, неравновесные фазовые переходы, критические показатели
Страницы: 109-118

Аннотация

Проведены эксперименты по кавитации воды в ультразуковом поле. Исследованы низкочастотные колебания интенсивности прошедшего через кавитационную область лазерного луча. Эксперименты показали присутствие низкочастотных случайных колебаний с частотной зависимостью спектров мощности где показатель степени α принимал значения в диапазоне 0,8 ≤ α ≤ 1,2. Из экспериментальных реализаций выделены крупномасштабные низкочастотные пульсации, обладающие свой-ством масштабной инвариантности, длительность которых распределена по степенному закону. Результаты объяснены на основе математической модели возникновения масштабно инвариантных флуктуаций с спектром мощности в системе двух нелинейных стохастических дифференциальных уравнений, описывающих взаимодействие разнородных фазовых переходов. Распределение экстремальных низкочастотных выбросов, выделенных из численных решений стохастических уравнений, имеет степенной вид. Установлены соотношения динамического скейлинга между критическими показателями, определяющими частотную зависимость спектров мощности пульсаций α и функции распределения амплитуд экстремальных низкочастотных пульсаций β. Показано, что как в случае экспериментов по акустической кавитации воды, так и в случае теоретической модели взаимодействующих фазовых переходов критические показатели связаны соотношением α + β = 2. Спектры мощности флуктуаций определяются в экспериментах проще и точнее, чем функция распределения экстремальных амплитуд. В тех случаях, когда известна только частотная зависимость спектров мощности флуктуаций, соотношения между показателями позволяют получать информацию о распределениях крупномасштабных выбросов и оценивать опасные амплитуды.