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

Прикладная механика и техническая физика

2014 год, номер 3

Эволюция возмущений сферичности парового пузырька при его сверхсжатии

Р.И. Нигматулин1,2, А.А. Аганин3, М.А. Ильгамов4, Д.Ю. Топорков3
1Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН, 117997 Москва
nigmar@ocean.ru
2Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, 119991 Москва
3Институт механики и машиностроения РАН, 420111 Казань
aganin@kfti.knc.ru
4Институт механики им. Р. Р. Мавлютова РАН, 450054 Уфа
ilgamov@anrb.ru
Ключевые слова: динамика пузырька, устойчивость сферической формы, акустическая кавитация, коллапс пузырька
Страницы: 82-102

Аннотация

Рассматривается эволюция малых отклонений от сферической формы кавитационного пузырька в ходе его однократного сжатия в условиях экспериментов по акустической кавитации дейтерированного ацетона. Движение пара в пузырьке и окружающей жидкости определяется как суперпозиция сферической составляющей и ее несферического возмущения. При описании сферической составляющей учитываются нестационарная теплопроводность пара и жидкости, неравновесность испарения-конденсации на межфазной поверхности. В начале процесса сжатия пар в пузырьке считается идеальным газом с давлением, близким к однородному. При моделировании высокоскоростной стадии сжатия применяются реалистичные уравнения состояния. При описании несферической составляющей движения учитываются влияние вязкости жидкости, поверхностного натяжения, плотности пара в пузырьке и неоднородность его давления. Получены оценки амплитуды малых возмущений (в виде гармоник степени n = 2,3,… с длиной волны λ = 2πR/n, где R - радиус пузырька) сферической формы пузырька в ходе его сжатия до момента достижения в нем экстремальных значений давления, плотности и температуры. Эти результаты представляют интерес при исследовании явления пузырькового термояда, поскольку несферичность пузырька препятствует его сильному сжатию.