АВТОКОЛЕБАНИЯ В ОСЕСИММЕТРИЧНОМ ГЕНЕРАТОРЕ ИМПУЛЬСНЫХ СТРУЙ, ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ РЕЖИМ, СВЯЗАННЫЙ С НЕУСТОЙЧИВОСТЬЮ ГРАНИЦЫ КАВЕРНЫ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследования струйных течений жидкости в присутствии вентилируемой каверны с отрицательным числом кавитации, проведенные в Институте механики МГУ, показали, что при определенных условиях в гидравлической системе возникают кавитационные автоколебания с высокой интенсивностью пульсаций давления. В работе представлены результаты исследования осесимметричной модели генератора импульсных струй с истечением жидкой струи через центральное отверстие в диафрагме и с периферийным поддувом газа за диафрагму. Истечение двухфазной среды наружу осуществлялось через сужающееся коническое сопло. Проведены исследования влияния параметров генератора, а также расстояния до стенки-экрана на эффективность его работы. Обнаружена узкая область сравнительно небольших поддувов, в которой регистрируются колебания давления с высокой частотой, а амплитуда ударных импульсов давления на экране заметно превосходит амплитуду импульсов в низкочастотных режимах генерации. Такой режим может быть следствием развития двухфазных структур на неустойчивой границе струи при ее взаимодействии со стенками сужающегося сопла. Доказательством возможности существования такого режима течения стало решение плоской задачи о взаимодействии конечной струи с наклонной пластиной при различных давлениях на поверхностях струй. Задача решена точно методами ТФКП с помощью квазидвоякопериодических тэта-функций.

Об авторах

С. А Очеретяный

МГУ им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт механики

Email: ocherer@imec.msu.ru
Москва, Россия

В. В Прокофьев

МГУ им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт механики

Email: vlad.prokof@yandex.ru
Москва, Россия

Е. В Топейцев

МГУ им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт механики

Москва, Россия

Е. В Филатов

МГУ им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт механики

Москва, Россия

Список литературы

  1. Козлов И.И., Прокофеев В.В. Закономерности развития волн на поверхности каверны с отрицательным числом кавитации // Доклады РАН. 2006. Т. 409. № 1. С. 43–47.
  2. Козлов И.И., Очеретяный С.А., Прокофеев В.В. Автоколебательные режимы в жидкой струйной завесе, разделяющей газовые области с различными давлениями // Изв. РАН МЖГ. 2013. № 6. С. 33–43.
  3. Очеретяный С.А., Прокофеев В.В. Влияние сужения сопла на работу генератора периодических импульсных струй // Изв. РАН МЖГ. 2022. № 2. С. 14–26.
  4. Atanov G.A., Semko A.N. Numerical Analysis of the Jet Flows of Compressible Water // Proc. of International Summer Scientific School «High Speed Hidrodynamics». June 2004, Cheboksary. Computational Publications. Russia. 2004. P. 39–44.
  5. Семко А.Н. Импульсные струи жидкости высокой скорости и их применение: монография // под общ. ред. Семко А.Н. Донецк: ДонНУ. 2014. 370 с.
  6. Савченко Н.В., Яхно О.М. Гидродинамические способы создания пульсирующих струй для гидроразрушения твердых материалов // Вестник Сумского гос. ун-та. Сер.: Технические науки. 2003. № 12 (58). С. 92–98.
  7. Пилипенко В.В. Кавитационные автоколебания. Киев: Наукова думка. 1989. 318 с.
  8. Жулай Ю.А., Дэоз Н.А., Забошев В.А., Бурьков С.В., Новиков В.Ф. Возможность очистки путевой структуры пульсирующими и кавитирующими струями воды при движении подвижного состава // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального ун-та железнодорожного транспорта им. Академика В. Лазаряна. 2005. № 8. С. 151–155.
  9. Прокофеев В.В., Очеретяный С.А., Яковлев Е.А. Использование кавитационных автоколебательных режимов для генерации периодических импульсных струй // ПМТФ. 2021. Т. 62. № 1. С. 97–108.
  10. Очеретяный С.А., Прокофьев В.В. Влияние параметров кавитатора и сопла на эффективность работы генератора импульсных струй // Изв. РАН МЖГ. 2023. № 5. С. 10–24.
  11. Козлов И.И., Очеретяный С.А., Прокофьев В.В. О различных модах автоколебаний в течениях с вентилируемой каверной и возможности из использования для формирования периодических импульсных струй // Изв. РАН. МЖГ. 2019. № 3. С. 16–27.
  12. Толоконников С.Л. Истечение жидкости через щель в плоской стенке при наличии источника переменной интенсивности на плоскости симметрии течения // Вестник МГУ. Сер. 1. Математика. Механика. 2017. № 3. С. 40–45.
  13. Козлов И.И., Прокофьев В.В., Пучков А.А. Исследование развития волновых структур на неустойчивой границе каверны с помощью скоростной видеокамеры // Изв. РАН. МЖГ. 2008. № 2. С. 137–148.
  14. Гуревич М.И. Теория струй идеальной жидкости. М.: Наука, 1979. 536 с.
  15. Birkhoff G., Zarantonello E.H. Jets, Wakes and Cavities. New York. Academic Press Inc. Publishers. 1957. Перевод с английского. Биркгоф Г., Сараттонелло Э. Струи, следы и каверны. М.: Мир, 1964. 466 с.
  16. Герценштейн С.Я., Козлов И.И., Прокофьев В.В., Резинченко Н.Т., Черный Г.Г., Чернявский В.М. Неустойчивость Ралея–Тейлора в ячейке Хеле–Шоу: влияние начальных возмущений // Изв. РАН. МЖГ. 2008. № 3. С. 12–18.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2025