Численный анализ электрогидродинамической неустойчивости слоя вязкой жидкости на твердом дне

• Автор: Муничев, Михаил Иванович
• Шифр специальности: 05.13.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 124 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ НЕУСТОЙЧИВОСТИ ЗАРЯЖЕННОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЖИДКОСТИ.
ГЛАВА 2. КАПИЛЛЯРНЫЕ КОЛЕБАНИЯ И НЕУСТОЙЧИВОСТЬ ТОНКСА--ФРЕНКЕЛЯ СЛОЯ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ КОНЕЧНОЙ ТОЛЩИНЫ, ЛЕЖАЩЕГО НА ТВЕРДОМ ДНЕ.
ГЛАВА 3. ВОЛНОВЫЕ И ВИХРЕВЫЕ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ В СФЕРИЧЕСКОЙ ВЯЗКОЙ ЗАРЯЖЕННОЙ КАПЛЕ БЕЗ ТВЕРДОГО ЯДРА.
ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРОГВДРОДИНАМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСИТЬ ТОНКИХ СЛОЕВ ЖИДКОСТИ НА ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОГО СФЕРИЧЕСКОГО ЯДРА.
4.1. Неустойчивость тонкого заряженного слоя вязкой жидкости на поверхности твердого сферического ядра с учетом влияния дисперсионных сил.
4.2. Влияние дисперсионных сил (расклинивающего давления) на критические условия реализации неустойчивости заряженной поверхности слоя жидкости на тведом сферическом ядре.
4.3.Расчет декремента затухания капиллярных волн
в заряженном шаровом слое маловязкой жидкости на поверхности твердого ядра.
ГЛАВА 5. ЭМИССИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ КАПЕЛЬ С ПОВЕРХНОСТИ ЗАРЯЖЕННОГО ТОНКОГО СЛОЯ ЖИДКОСТИ. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ.
5.1.Влияние расклинивающего давления на закономерности электродиспергирования с поверхности тонкого слоя жидкости. Качественная модель фукционирования вакуумного масс-спектрометра.
5.2.Некоторые закономерности появления капельной фазы в ионных пучках при неустойчивости тонкой пленки металла на бо-
ковой части эмиттера ионов
5.3.Геофизиче ские приложения
5.3.1. Электрогидродинамическая модель сброса тающей градиной ее жидкой оболочки в условиях грозового облака
5.3.2. ЭГД-неустойчивость жидких оболочек тающих градин как пусковой механизм генерации грозового электричества
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ. ИЗ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ.
Исследование електрогидродинамической (ЭГД) неустойчивости тонких заряженных слоев вязкой жидкости на твердой подложке, сопровождаемой тешюэлектромаосообменом в многочастичных системах, является весьма актуальным как для более полного понимания природных явлений, так и для обширной области технических приложений. Процессы, происходящие в грозовых облаках, интересуют широкий круг исследователей в связи с разработкой теории грозового электричества, воздействия на градообразование в облаках, а также в связи с влиянием на прохождение радиоволн в атмосфере, грозовые процессы в которой происходят постоянно и захватывают значительные по масштабам области. Степень рассеяния радиоволн, а также лазерного излучения зависит от фазового и электрического состояния среды и ее дисперсности, наибольшие аномалии которых наблюдаются именно в грозах, где наряду с жидкими и твердыми объектами в большом количестве присутствуют ледяные частицы, покрытые слоем жидкости. Актуальна проблема неустойчивости жидких слоев на поверхности твердых ядер и при решении ряда прикладных задач, например, физики низкотемпературной плазмы продуктов сгорания твердых топлив,частицы которых покрыты слоем расплава или жидкого окисла. Исследование неустойчивости .жидких слоев на твердой поверхности имеет приложения также в связи с разработкой методов жидкостной маос-спектрометрин и жидкометаллических источников ионов (ЖМММ), практикой электрического распиливания лакокрасочных материалов и жидкого топлива, разработкой ионных коллоидных реактивных двигателей, а также, несомненно, найдет применение и в других областях науки и техники, где теплоэлектромассообмен сопровождается неустойчивостью жидких слоев на поверхности твердого дна.
Настоящая работа проведена с целью теоретического численного и аналитического исследования механизма, особенностей и условий возникновения и развития электрогидродинамической неустойчивости жидких

виальных,определяемых квадратным уравнением с коэффициентами, зависящими от различных степеней малого параметра:
„ (? з . _ г( к ) в
а2 +
2у V 3 V
.Два корня уравнения-(25) несложно записать в виде:
у / 1 7 р ’
а12= V ( — + 2 й2] ± /г2 ( — + 2 й2]~ - — к й, (26)
которые также как и решения уравнения (24), сводящиеся к (26), описывают потенциально-вихревые движения жидкости.
В проведенном анализе бросается в глаза, то обстоятельство, что все решения дисперсионного уравнения для жидкости любой конечной глубины определены на верхнем листе римановой поверхности и теоретически могут быть наблюдаемы. В случае же жидкости бесконечной глубины имеются и ненаблюдаемые решения, определяемые на нижнем листе двулистной римановой поверхности.
5.Численный анализ дисперсионного уравнения (22) показывает, что оно имеет бесконечное однопараметрическое семейство решений (количество ветвей с номерами, большими 3, и о ординатами, увеличивающимися по абсолютной величине по мере увеличения номера ветви, бесконечно, см. рис.2 Л) в отличие от дисперсионного уравнения для жидкости бесконечной глубины [66,67], спектр капиллярных движений которой описывается кривыми 1-3 на рис.2.1. О математической точки зрения это обстоятельство связано о появлением в рассматриваемой ситуации в дисперсионном уравнении гиперболических функций от комплексной частоты. О физической точки зрения появление бесконечного семейства апериодически сильно затухающих движений связано с отражением движущейся жидкости от дна. Кривая 2 на рис.2.1, в области Яе а > 0, определяет инкремент неустойчивости заряженной поверхности жидкости (инкремент НТФ). Кривая I описывает затухающее волновое движение.