Влияние вибрации на движение деформируемых включений в жидкости

• Автор: Сорокин, Владислав Сергеевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Содержание
1. Введение
1.1. Предмет исследования
1.2. Актуальность задачи
1.3. Общая характеристика работы и обзор литературы
1.4. Основные результаты, выносимые на защиту
1.5. О постановке и методах решения рассматриваемых задач
2. Исследование влияния колебательного движения несжимаемой вязкой жидкости на скорость установившегося движения 18 находящейся в ней частицы (пузырька газа)
2.1. Двухмассовая модель частицы
2.1.1. Уравнения движения двухмассовой модели частицы
2.1.2. Решение методом прямого разделения движений
2.1.3. Скорость установившегося падения (всплывания) частицы
2.1.4. Случаи (б) и (в) для двухмассовой модели частицы: Колебания внутренней массы, и силовое воздействие на 26 внутреннюю массу
2.1.5. Краткий комментарий к полученным результатам для
двухмассовой модели
2.2. Обсуждение и проверка результатов для двухмассовой модели 29 частицы
2.2.1. О применимости метода прямого разделения движений
2.2.2. О силе сопротивления жидкости
2.2.3. Сравнение с результатами численных экспериментов
2.2.4. Сравнение с данными натурных экспериментов
2.2.5. Решение для случая (а) при более аккуратном учете сил

сопротивления
2.2.6. Случай кубического закона сопротивления
2.3. Континуальная модель частицы

2.3.1. Уравнения движения континуальной модели частицы
2.3.2. Решение методом прямого разделения движений
2.3.3. Скорость стационарного падения (всплывания) частицы
2.3.4. Краткий комментарий к полученным результатам для континуальной модели
2.4. Обсуждение и проверка результатов для континуальной модели частицы
2.4.1. Сравнение с результатами численных экспериментов
2.4.2. Сопоставление частот свободных колебаний пузырька и континуальной модели
2.4.3. Сравнение двухмассовой и континуальной моделей частицы Эффект погружения пузырька воздуха в однородно колеблющуюся вязкую жидкость
3.1. Схема системы, модель пузырька
3.2. Уравнение движения пузырька
3.3. Решение методом прямого разделения движений
3.3.1. Уравнения быстрых и медленных движений
3.3.2. Решение уравнения быстрых движений
3.3.3. Определение эффективной силы сопротивления движению ' пузырька
3.3.4. Условие погружения пузырька
3.4. Физическое объяснение эффекта погружения пузырька в однородно колеблющуюся жидкость
3.5. Решение уравнения медленного движения пузырька
3.6. Обсуждение теоретических результатов
3.6.1. Проверка использованных предположений о характере движения пузырька
3.6.2. Об учете сжимаемости пузырька
3.6.3. О влиянии силы сопротивления движению пузырька
3.6.4. Зависимость условия погружения от частоты внешнего

возбуждения
3.7. Сравнение полученных аналитически результатов с результатами численного эксперимента
3.8. Сравнение с результатами натурного эксперимента
3.9. О стационарном движении пузырька
4. Движение пузырька воздуха в колеблющейся сжимаемой вязкой
среде (газонасыщенной жидкости)
4.1. Уравнение движения пузырька
4.2. Пульсация объема пузырька
4.3. Решение методом прямого разделения движений
4.3.1. Уравнения быстрых и медленных движений
4.3.2. Вибрационные силы, действующие на пузырек
4.3.3. Условие погружения пузырька в насыщенном газом слое вязкой жидкости
4.3.4. Скорость «медленного» движения пузырька в газонасыщенном слое жидкости
4.4. Обсуждение теоретических результатов
4.5. Сравнение с результатами численного эксперимента
4.6. Сравнение с результатами натурного эксперимента
Заключение
Список литературы

при амплитуде скорости колебаний Аса = 50 см/с средняя скорость падения уменьшается более чем на 10%. Данный эксперимент был проведен над недеформируемой частицей, однако, как отмечалось, влияние вибрации становится более значительным в случае деформируемой частицы (пузырька воздуха), когда вследствие резонансных эффектов амплитуда колебаний частицы В согласно рисунку 2.2.а может существенно увеличиться, что, в соответствии с формулой (1.24), приведет к уменьшению скорости погружения. К сожалению, доступных экспериментальных данных не достаточно для проверки всех эффектов возникающих при высокочастотных воздействиях в данной задаче.
Рисунок 2.4. Средняя скорость падения частицы в колеблющемся сосуде с водой (кривая - расчет по формуле (2.3), х — экспериментальные значения
[88])
2.2.5. Решение для случая (а) при более аккуратном учете сил сопротивления
«Бесконечное значение» функций, изображенных на рисунке 2.2., при со1 —» Я,2, и некоторое расхождение между численным и аналитическим решениями, отмеченное в пункте 2.2.3., объясняется неучетом затухания при решении уравнений быстрых движений. Поэтому формулы (1.18) и (1.26)-