Обоснована математическая модель кавитационного шума, на основании которой рассчитаны его спектральная функция скачков и кумулянтные коэффициенты, позволяющие оценивать эффективность кавитации.

Рассмотрена задача нестационарного кавитационного обтекания решетки профилей с замыканием каверны на турбулентный двухфазный след. Метод решения основан на концепции вязко-невязкого взаимодействия. Вся область течения разделена на подобласть вязкого нестационарного течения в следе за каверной и подобласть внешнего нестационарного кавитационного течения с замыканием каверны на тело вытеснения вязкого следа. Течение в следе описывается в рамках теории пограничного слоя. Задача внешнего нестационарного невязкого течения сформулирована в линейной постановке и решена с использованием метода сингулярных интегральных уравнений. Анализ устойчивости гидросистемы выполнен в линейном приближении для случая малых амплитуд колебаний параметров течения. Получена характеристическая матрица и определены ее собственные значения. Результаты расчетов удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными по частотам колебаний и границам области неустойчивости.

Експериментально досліджено розподіл температури поблизу області локально збудженого передкавітаційного процесу під каналом капіляра. Проаналізовано можливі причини локальної зміни електричних властивостей рідини. Показано, що виявлений локальний розігрів не може спричинити визначений експериментально спад питомого електричного опору на три порядки. Обговорено можливість безпосереднього впливу ультразвукових коливань на властивості рідини на молекулярному рівні.

Предложена простая модель расчета параметров движения стенок сферического зародыша парогазовой каверны в поле переменного давления. На основе анализа экспериментальной кривой изменения во времени радиуса каверны приведены рекуррентные соотношения для определения радиуса каверны на трех основных участках жизни парогазовой каверны. Первый - рост в поле растягивающих напряжений; второй - рост по инерции в поле положительного давления; третий - схлопывание каверны. Приведенные соотношения использованы для расчета динамики каверны с исходными данными, реализованными в эксперименте. Получено удовлетворительное совпадение результатов расчета и экспериментальных данных.

Проведено розрахункові дослідження динаміки парових бульбашок у явищах кавітації. Розглянуто умови виникнення термічної нестабільності поверхні сферичної бульбашки, що спричинює руйнування кавітаційних бульбашок. Слід очікувати, що бульбашка в процесі стиснення буде руйнуватися, якщо температура її поверхні перевищить критичну температуру. Порівняння теоретичних результатів з експериментальними даними дослідження поведінки бульбашок у явищах гідродинамічної, акустичної та парової кавітації підтверджує справедливість цієї гіпотези.

Індекс рубрикатора НБУВ: В253.320.45

Рубрики:

Кавітаційна течія < Гідродинаміка >

Шифр НБУВ: Ж16631 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Запропоновано модифікацію інтегрального методу розв'язання нелінійних задач нестаціонарної теплопровідності, яка забезпечує коректний опис температурного поля в рідині поблизу тіла сферичної форми у випадках, коли тепловий потік через міжфазну поверхню періодично змінює свій напрямок. Застосування рівнянь модифікованого інтегрального методу для числового аналізу динаміки парових бульбашок, об'єм яких періодично змінюється, дає змогу одержати більш точну та вірогідну інформацію стосовно процесів тепло-масообміну в явищах кавітації.

Запропоновано метод розрахунку довжини та форми плоских нестаціонарних суперкаверн за тонким клином за довільної залежності від часу. Використано кінцево-різницеву дискретизацію за часом. На кожному часовому шарі розв'язок будується методом дискретних особливостей, а змінна довжина каверни відшукується за умови сталості тиску в каверні. Наведено приклади розрахунку еволюції природніх суперкаверн за різних типів деформації клину. Дано порівняння зі спрощеним варіантом методу у випадку періодичної залежності від часу.

Розраховано об'ємні коефіцієнти опору тонких конусів, які обтікають у суперкавітаційному режимі. Каверна вважається частиною корисного об'єму, який визначено за допомогою рівняння другого наближення. Запропоновано аналітичну формулу для об'ємного коефіцієнту опору диска в режимі суперкавітації з використанням відомих напівемпіричних співвідношень. Проведено порівняння з коефіцієнтами опору тонких вісесиметричних тіл у разі безвідривного режиму обтікання. Визначено діапазони чисел кавітації, в яких суперкавітаційний режим має переваги.

На базі створеної раніше моделі динаміки одиничної бульбашки досліджено особливості процесів акустичної кавітації без застосування будь-яких припущень і без використання емпіричних параметрів. Теоретичні результати порівняно з відомими експериментальними даними вивчення кавітаційних ефектів, що виникають під дією ультразвуку. Пояснено природу деяких ефектів акустичної кавітації та встановлено нові важливі закономірності динаміки бульбашок в акустичних полях.

Індекс рубрикатора НБУВ: В253.320.45

Рубрики:

Кавітаційна течія < Гідродинаміка >

Шифр НБУВ: Ж16745 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Експериментально досліджено вплив кавітаційного процесу на в'язкість рідини. Вперше кавітаційний режим звукокапілярного ефекту використано як метод дослідження властивостей рідини в ультразвуковому полі. Показано, що наслідком короткочасної кавітаційної дії є зменшення в'язкості рідини у декілька разів. Ефект має оборотний характер і на довжині капіляра відбувається часткова або повна релаксація в'язкості до початкового значення. Проаналізовано можливі причини спостережуваного явища: локальний розігрів рідини, часткове руйнування її надмолекулярної структури.

Досліджено часткову кавітацію на видовжених вісесиметричних тілах в ідеальній нестисливій невагомій рідині. Завдяки простоті рівняння першого наближення пояснено низку ефектів і розраховано одразу декілька вісесиметричних каверн на одному тілі. Показано, що каверни можуть бути не тільки еліпсо-, але і гіперболоподібними, знайдено відповідні області чисел кавітації. З використанням лінійної та нелінійної постановок розраховано форми увігнутих вісесиметричних каверн. Деякі з одержаних довгих каверн не потребують замикача та можуть використовуватись для істотного зменшення загального опору тіл, які рухаються у воді з великими швидкостями.

Обговорено проблеми розрахунку нестаціонарних течій рідини з кавітацією. Розглянуто кілька моделей кавітації, що базуються на уявленнях про суцільне середовище. Докладно проаналізовано дві моделі кавітації, засновані на сталості тиску і швидкості звуку в зоні кавітації. Різницева схема зі штучною в'язкістю, яка запропонована у роботі, вільна від недоліків, властивих іншим схемам. Результати розрахунків для різних моделей кавітації порівнюються а аналітичним рішенням. Наведено результати розрахунків течій з кавітацією в різних гідроімпульсних установках: генераторі імпульсних струменів, гідрогарматі ударної дії, установці стиску, прес-гарматі та установці для визначення динамічної міцності води на розтягання.

Розглянуто задачу про обтікання решітки тонких профілів, які коливаються, в режимах часткової кавітації та суперкавітації. Течія вважається потенціальною, коливання профілю вважаються малими та синфазними. Основну увагу приділено розрахунку змінних довжини, форми та об'єму каверн і вивченню їх впливу на сумарні гідродинамічні характеристики решітки. Досліджено також вплив змінності довжини каверн на кавітаційну податливість течії, тобто ступінь зміни об'єму каверн під час коливань вхідного тиску.

На відміну від попередніх досліджень, у роботі запропоновано єдиний підхід до розрахунку форми каверни за кавітаторами складної конфігурації в косому полі сили тяжіння. На його підставі розв'язано нові задачі і встановлено закономірності, які пов'язують форму кавітатора і його орієнтацію з формою вільних меж і їх положеннями в просторі.

Індекс рубрикатора НБУВ: В253.320.45

Рубрики:

Кавітаційна течія < Гідродинаміка >

Шифр НБУВ: Ж16631 Пошук видання у каталогах НБУВ 

На відміну від попередніх досліджень, у роботі запропоновано єдиний підхід до розрахунків форм каверн за кавітаторами з довільним контуром зриву струменів і кутами крену для різних режимів кавітаційного обтікання.

Наведено фізичну модель кавітації. Розгянуто причини її появи у гідророзподільниках та границю виникнення. Проаналізовано вплив параметрів осциляції золотника на кавітацію у гідророзподільниках з вібраційною лінеаризацією. Надано рекомендації, що дозволяють уникнути кавітації у цих гідророзподільниках.

Розглянуто задачі максимізації відстані, пройденої вісесиметричним суперкавітуючим тілом за інерцією під довільним кутом до горизонту. Початкова швидкість та кінцева глибина вважаються заданими. Показано, що у цьому випадку пройдений тілом шлях та оптимальна форма тіла не залежать від кута нахилу траєкторії. Використано дві групи ізопериметричних умов за сталої маси та сталої середньої густини тіла. Одержано прості аналітичні залежності для оптимальних форми тіла і радіуса кавітатора у випадках фіксованих довжини, калібру та об'єму тіла. Проаналізовано особливості висхідного суперкавітаційного руху за інерцією. Одержані результати добре узгоджуються з числовими розрахунками з використанням комп'ютерної програми SCAV.