Рассмотрены вопросы экспериментального определения гидродинамических характеристик баков, частично заполненных жидкостью. Приведены методы и средства испытаний натурных объектов и их моделей. Охарактеризовано специализированное стендовое оборудование для исследования колебаний жидкости в баках, произвольным образом ориентированных относительно возбуждающего воздействия, а также при сложных комбинированных возмущениях. Представлены результаты исследований нелинейных колебаний жидкости в баках различной конфигурации при гармоническом возбуждении и вращении вокруг вертикальной оси. Рассмотрены особенности гидродинамической нагруженности емкостей, частично заполненных жидкостью, при ударных воздействиях.

Індекс рубрикатора НБУВ: В253.342.2,021 + В253.320.36

Рубрики:

Рух бульбашок. Рух крапель. Середовище багатофазне. Середовище багатокомпонентне < Гідро- газодинаміка >

Коливання і хвилі в нестислій рідині < Гідромеханіка >

Шифр НБУВ: Р112311 Пошук видання у каталогах НБУВ 

В рамках линейной теории с учетом действия силы Кориолиса изучены волны в непрерывно стратифицированной жидкости с одним термоклином, возбуждаемые периодическими изменениями давлений на свободной поверхности. Жидкость заполняет ограниченный бассейн постоянной глубины. Найдены зависимости амплитуд волн и волновых скоростей от периода возмущающих давлений. Подробно рассмотрена последовательность перехода генерируемых волн от баротропного характера движения к бароклинному при изменении периода возмущающих давлений.

Розв'язано задачу про хвильовий рух важкої в'язкої однорідної нестисливої рідини нескінченної глибини з вільною поверхнею, вкритою плівкою поверхнево-активної речовини з товщиною, набагато меншою за довжину поверхневої хвилі. Знайдено дисперсійне рівняння для комплексної частоти хвиль та одержано аналітичний розв'язок його у випадку більш тонкої плівки, товщина якої зрівняна із товщиною в'язкого хвильового шару в ній. Виявлено, що плівка малої (у вказаному вище розумінні) скінченної товщини додає дві нові деталі до механізму гасіння хвиль плівкою нульової товщини: плин меж плівки відносно одна одної, що призводить до помітного зменшення гасіння капілярних та коротких гравітаційних хвиль; вплив в'язкості речовини плівки, який призводить до невеликого посилення гасіння гравітаційних хвиль. Кількісний аналіз проведено для типових параметрів нафти.

На прикладі хвиль в об'ємі та на поверхні рідини введено гамільтонові змінні для суцільних середовищ, які широко використовуються в фізиці плазми, гідродинаміці та теорії поля. Розглянуто регулярні засоби введення таких змінних, у тому числі в середовищах з розривами, за допомогою варіаційного принципу та канонічних перетворень. Засіб зворотного розсіяння наведено як нетривіальний зразок канонічного перетворення до змінних "дія-кут". Наведено приклади лінійних і нелінійних нестійкостей.

Індекс рубрикатора НБУВ: В253.320.36

Рубрики:

Коливання і хвилі в нестислій рідині < Гідромеханіка >

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлена новая задача о малых движениях и нормальных колебаниях гидродинамической системы "вязкая жидкость + система идеальных жидкостей". Приведены условия существования сильного решения соответствующей начально-краевой задачи. В спектральной задаче приведены асимптотические формулы для ветвей собственных значений, сформулированы свойства базисности собственных элементов.

Розглянуто можливість цілеспрямованого застосування імпульсу тиску на частині вільної поверхні рідини з метою перерозподілу енергії між формами коливань. Побудовано математичну модель процесу. Обговорено можливість застосування цього механізму для динамічного гасіння коливань.

Сформульовано задачу Озеена з метою вивчення нестаціонарних хвиль на вільній поверхні та хвиль Марангоні, що породжуються імпульсним рухом зануреного тіла нижче від поверхні з поверхнево-активними речовинами. З застосуванням двостадійної схеми Лайтхілла одержано асимптотики та хвильові фронти для великих чисел Рейнольдса. Одержані результати показують явно вплив в'язкості та поверхнево-активних речовин на поверхні рідини на хвилі Кельвіна.

Індекс рубрикатора НБУВ: В253.320.360.37

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Зроблено огляд відомих детермінованих та ймовірнісних моделей сейсмічних коливань рідини у циліндричних резервуарах. У розвиток існуючих моделей запропоновано модель нелінійних сейсмічних коливань рідини. Ця модель базується на точних інтегро-диференціальних рівняннях типу Гамільтона динаміки ідеальної нестисливої рідини, що здійснює потенціальний абсолютний рух у рухомому резервуарі. Рух резервуара вважається поступальним та тривимірним. З побудованої нелінійної моделі як частинний випадок одержано загальні лінійні рівняння коливань рідини за (двовимірних) горизонтальних та вертикальних сейсмічних прискорень грунту. Досліджено взаємозв'язок цих загальних лінійних рівнянь з відомою моделлю Охоцимського. Відтворено та знову доведено результати кореляційної теорії сейсмічних коливань вільної поверхні рідини. Як приклад розглянуто випадок коливань рідини у резервуарі під час сильного землетрусу у м. Ніігата (Японія) 16 червня 1964 р.

Розглянуто задачу коливання рідини в порожнині прямокутної форми. Математична модель дискретизується з використанням квадратурно-колокаційного методу. Наведено конструктивне зображення розв'язку задачі, що описує моделювання коливання рідини в баках з перегородками. Знайдено рівняння ліній струму і побудовано криві для порожнини з вмонтованими ребрами - перегородками. Проілюстровано поведінку ліній. Результати роботи можуть бути інструментальним комп'ютерним засобом під час розв'язування ряду важливих задач гідромеханіки, що пов'язані з дослідженням коливання вільної поверхні.

Розглянуто задачу про удар гладкого затупленого тіла об поверхню шару стисливої рідини скінченної глибини. Надано постановку змішаної початково-крайової задачі з невідомою границею, що рухається. В загальному випадку розв'язок задачі зведено до нескінченної системи інтегральних рівнянь Вольтера другого роду, що її запропоновано розв'язувати числово із застосуванням квадратурних формул і методу відсікання. Для частинного випадку руху ударника з постійною швидкістю на початковому етапі проникнення одержано точний аналітичний розв'язок, який дозволяє оцінити характер впливу послідовних відбивань хвиль на розвиток тиску в лобовій точці та у внутрішніх точках шару.

Рассмотрен процесс волнообразования на свободной поверхности идеальной несжимаемой жидкости, находящейся в кольцевом канале конечной глубины, образованном коаксиальными внешним жестким цилиндром и внутренней упругой оболочкой. Возбуждение жидкой среды индуцируется радиальным прогибом оболочки, который, по предположению, отличен от нуля лишь в малой области, окружающей место контакта оболочки с роликом кулачкового механизма. Ролик равномерно вращается вокруг продольной оси цилиндра. Установлено, что рельеф свободной поверхности жидкости представляет суперпозицию двух типов бегущих в окружном направлении волн - вынужденной, локализованной в зоне, прилегающей к области деформирования внутренней стенки канала, и сопровождающих, которые охватывают всю поверхность. Получены выражения, описывающие зависимость амплитуд этих волн и поля скоростей жидкости от физических и кинематических характеристик системы.

Аналитически решена задача турбулентной диффузии квазигоризонтального изолированного осесимметричного вихря. Квазигоризонтальность обуславливает малость вертикальной компоненты скорости, а медленное изменение во времени - малость радиальной компоненты. Случаи, где это предположение нарушается, оговариваются в разделе о вторичных течениях. На основании сделанных допущений задача сводится к одному линейному уравнению диффузии для вертикальной компоненты завихренности с различными вертикальной (ВД) и горизонтальной диффузией (ГД). ВД полагается приближенно постоянной [1], что типично только для устойчивой стратифицикации. ГД вычисляется по закону "четырех третей" Ричардсона, приближенно выполняющемуся для горизонтальных масштабов вихрей в диапазоне 10 - 1000 м [2,3]. Граничные условия (ГУ) задачи стандартные. ГУ на свободной поверхности можно формулировать на поверхности невозмущенного слоя жидкости, так как показано, что величина искривления свободной поверхности мала по сравнению с глубиной слоя. Для моделирования начального распределения завихренности, по вертикальной координате использовано специальное распределение, которое позволяет строго удовлетворить ГУ и задавать в начальный момент вихрь различной толщины и расположения. По радиальной координате используется распределение в виде изолированного гауссиана [4-6]. Полное решение линейной задачи позволяет выделить процесс ГД, для которого найдено автомодельное решение. Оно, для данного радиального распределения, соответствует условию сохранения третьего момента завихренности. Показано, что линейная модель справедлива, если число Фруда значительно меньше 1.

Рассмотрено движение клина в однородном набегающем потоке. Показана возможность формирования асимптотически устойчивого, неустойчивого и периодического движения системы.

Проаналізовано існуючі неоднозначності та суперечності у трактуванні термінів "солітон", "самотня" й "одиночна хвиля". Показано, що для однозначного описання білякритичних течій, крім числа Фруда, в їх початковому перерізі необхідно враховувати також ступінь можливого викривлення потоку у вертикальній площині в тому ж перерізі. Побудовано математичну модель хвилеподібних білякритичних течій з урахуванням можливого викривлення потоку в їх початковому перерізі. Для умов поставленої задачі одержано загальний, а також частинний розв'язок для випадку гідростатичного розподілу тиску по глибині у початковому перерізі розглядуваних явищ.

Исследовано влияние регулярных выступов или наклонного участка донной поверхности на гашение поверхностных гравитационных волн на основе потенциальной теории в рамках модели жидкости конечной глубины. Для решения задачи в области переменной глубины применяется метод сплайн-коллокаций. Рассмотрено влияние числа локальных выступов и их высоты на коэффициент отражения волн. Исследовано также влияние наклонного участка или ломаного наклонного участка. Проанализированы характерные особенности явления и возможности эффективного гашения волн.

Тезисно представлены выводы по результатам исследований, связанных с транспортировкой конструкций с жидкостью.

Розглянуто задачу про власні коливання ідеальної нестисливої рідини в порожнинах складної геометричної форми. Область, заповнена рідиною, розбивається на підобласті більш простої геометричної форми. Початкова задача зводиться до спектральної задачі для частини області, заповненої рідиною. Для цього використовуються розв'язки допоміжних крайових задач у підобластях. Наближені розв'язки одержаної задачі будуються за допомогою варіаційного методу. Розглянуто також питання раціонального вибору системи координатних функцій. Наведено результати числової реалізації запропонованого методу.