Введение к работе
. Актуальность темы. Исследование линейных и нелинейных осцилляции и устойчивости заряженных капель по отношению к собственному заряду представляет значительный интерес в связи с многочисленными геофизическими, техническими и технологическими приложениями, в которых фигурирует подобный объект. Результаты исследования неустойчивости капли по отношению к собственному заряду имеют важное значение не только для тех приложений в которых капля присутствует, как самостоятельный объект, но и играют фундаментальную роль в общей теории и практике применения явления электрогидродинамической неустойчивости поверхности жидкости. С поднятой проблемой тесно связаны вопросы электро-аэрозольных технологий, задачи очистки жидких металлов от шлаков и окислов, различные геофизические вопросы, касающиеся атмосферного (грозового) электричества, задачи, возникающие при разработке электрокаплеструйных печатающих устройств, аппаратов для распыливания горючего, ядохимикатов и лако-красочных материалов, жидкометаллических источников ионов и прецизионных приборов для масс-спектрометрии органических и термически нестабильных жидкостей. На основе явления неустойчивости заряженной поверхности жидкости созданы устройства для получения порошков тугоплавких металлов, жидкометаллической эпитаксии и литографии, капель жидкого водорода для установок термоядерного синтеза.
Несмотря на то, что исследованиям устойчивости и распада капель имеющих собственный или индуцированный заряд посвящено в различных постановках значительное число работ, большинство исследований подобных систем проводились в линейном по амплитуде осцилляции приближении. Нелинейные же осцилляции заряженных капель начали исследоваться только в последние два десятка лет после появления мощных компьтерных пакетов аналитических вычислений. Аналитические же исследования нелинейных осцилляции покоящихся или движущихся капель в среде совсем не проводились.
Цель работы заключалась в:
-
Разработке математической модели нелинейных осцилляции заряженной капли идеальной несжимаемой жидкости в идеальной диэлектрической несжимаемой среде.
-
Разработке математической модели нелинейных осцилляции заряженной капли несжимаемой жидкости, движущейся с постоянной скоростью в диэлектрической несжимаемой среде.
-
Аналитическое исследование равновесных форм равномено движущихся в несжимаемой диэлектрической среде заряженных капель в параллельно и перпендикулярно ориентированных к направлению движения однородных электростатических полях.
Научная новизна проведенных исследований заключается в том, что в ней впервые в научной практике строится математическая модель нелинейных осцилляции заряженной капли идеальной несжимаемой жидкости в идеальной диэлектрической несжимаемой среде;
PUC НАЦИОНАЛЬНА!
j БИБЛИОТЕКА
- строится математическая модель нелинейных осцилляции заряженной капли идеальной несжимаемой жидкости, движущейся с постоянной скоростью относительно идеальной несжимаемой диэлектрической среды;
- приводятся строгие аналитические расчеты равновесных форм равномено движущихся в несжимаемой диэлектрической среде заряженных капель в параллельно и перпендикулярно ориентированных к направлению движения однородных электростатических полях.
Практическая ценность работы заключается в том, что результаты, полученные в ней могут быть использованы при разработке новых конструкций электрокагшеструйных печатающих устройств; аппаратов для распыливания горючего, ядохимикатов и лако-красочных материалов; жидкометаллических источников ионов и прецизионных приборов для масс-спектрометрии органических и термически нестабильных жидкостей; устройств для получения порошков тугоплавких металлов, жидкометаллической эпитаксии и литографии, капель жидкого водорода для установок управляемого термоядерного синтеза.
Апробация работы. Материалы работы докладывались и обсуждались на: -6-ой Международной научной конференции «Современные проблемы электрофизики и электродинамики жидкостей» (Санкт-Петербург, 2003); -5-ой Российской конференции по атмосферному электричеству; -Всероссийской научной конференции, посвященной 200-летию ЯрГУ им. П.Г. Демидова (Ярославль, 2003); - ХХІ-ой научной конференции стран СНГ: Дисперсные системы (Одесса, 2004); -научных семинарах лаборатории математического моделирования физических процессов ЯрГУ им. П.Г. Демидова (Ярославль, 2002-2004). На зашиту выносятся:
-
Результаты аналитических расчетов равновесных форм заряженной капли в параллельных и скрещенных электрическом и гидродинамическом полях.
-
Результаты линейного анализа условий устойчивости заряженной капли, движущейся параллельно внешнему электростатическому полю.
-
Математическая модель нелинейных капиллярных колебаний заряженной капли в диэлектрической среде при многомодовой начальной деформации.
-
Результаты аналитического и численного исследования математической модели нелинейных капиллярных колебаний заряженной капли в диэлектрической среде при многомодовой начальной деформации.
-
Математическая модель нелинейных осцилляции и устойчивости заряженной капли, движущейся относительно несжимаемой диэлектрической среды.
6. Результаты аналитического и численного исследования математической
модели нелинейных осцилляции и устойчивости заряженной капли, движущейся
относительно несжимаемой диэлектрической среды.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключительного раздела «результаты и выводы», списка литературы из 125 наименований. Она содержит ПО страниц машинописного текста, включающих 24 рисунка.
