Введение к работе
1 Актуальность. Жидкости с пузырьками газа (пара) или
каплями другой жидкости находят широкое применение в
технологических процессах. Насыщенные пузырьками среды
активно взаимодействуют со стенками аппаратов и машин, а также
с препятствиями, унося с собой твердые частички вещества. Это
явление известно как кавитационпая оррозия. Экспериментальные
данные показали, что пузырьковое облако в жидкости ведет себя
практически также, как одиночный пузырек. Поэтому,
исследование взаимодействия пузырька с твердыми границами и свободной поверхностью жидкости по-прежнему остается актуальным. Кроме того, исследование динамики пузырей в жидкости приобретает' самостоятельный интерес в том случае, когда размеры пузырька сравнимы с размерами области течения. При таких режимах поведение пузыря до конца по-прежному не изучено.
2.Целью работы является создание быстрых и надежных шеленных алгоритмов для исследования параметров течения и рормы пузыря; получение описания процесса динамики пузыря юзле твердых и свободных границ при нестационарном всплытии и :хлопывании пузыря, когда не применимы асимптотические и юлуапалитические методы; получение оценок, основываясь на юторые можно предсказывать режимы движения пузыря к раницам области и возмущение свободной поверхности жидкости [ри его схлопывании.
З.Научіїая новизна. Разработана технология решения
сесимметричных задач гидродинамики идеальной жидкости со вободными границами методом граничных интегральных равнений (ГИУ). Предложен новый способ автоматического
4 выбора шага интегрирования по времени при решениі нестационарных задач динамики пузыря. Показано наличи эффекта "саморегуляризации" при решении уравнений Фредгольм 1-го рода, возникающих при применении алгоритма ГИУ к решение исходной задачи. Исследована граница пузыря при его зволюциі на различных расстояниях от границ области течения. Проведеш оценки возможной миграции центра пузыря к границам области ! максимальной амплитуды возмущений свободной поверхност жидкости при охлопывании под ней пузыря.
4. Практическое значение. Построенные алгоритмы численног исследования позволяют решать различные задачи, описывающи динамику идеальной жидкости при наличии границ раздел* Полученные результаты дают качественную, а порой количественную, информацию о процессе эволюции пузырей различных жидкостях с постоянной плотностью. Приведенные диссертации оценки позволяют прогнозировать направлени движения пузыря в последние моменты своей жизни к одной и границ области течения; оценить амплитуды волн, образующихс на поверхности жидкости при схлопывании пузыря вблизи нее.
5.Достоверность результатов подтверждена сравнением имеющимися данными теоретических, экспериментальных численных исследований.
6.Публикации. Основные результаты диссертаци
опубликованы в 10 работах, список которых приведен в коїш автореферата.
7.Апробация работы. Результаты работы, по мере и
получения, докладывались и обсуждались на Школе молоды ученых (Абакан, 1989г.), IV Всесоюзной школе по гидродинамик больших скоростей (Чебоксары, 1989г.), V Всесоюзной научно школе-семинаре "Современные проблемы механики жидкости
5
газа" (Иркутск, 1990г.), VII Всесоюзном съезде по теоретической^
прикладной"механике (Москва, 1991г.), Всесоюзной научной школе
"Гидродинамика больших скоростей" (Чебоксары, 1992г.),
межреспубликанском Совещании по численным методам в задачах
волновой гидродинамики [Новосибирск, 1992г.),
межреспубликанском научном Совещании по природным и антропогенным катастрофам (Томск, 1993), межреспубликанском Совещании по волновой гидродинамике (Новосибирск, 1994г.), чеждународном Симпозиуме по гидродинамике судна (Санкт-Петербург, 1995г.), 10-й Байкальской школе-семинаре "Методы эптимизации и их приложения" (Иркутск, 1995г.), а также на .тучных конференциях преиодователей и сотрудников кемеровского университета (Кемерово, 1994-1995п\), па научном :еминаре отдела физической гидродинамики Института геплофизики СО РАН / руководитель - д.ф.-м.н. П.И. Готов/ Новосибирск, 1994г.), объединенном научном семинаре Института вычислительных технологий СО РАН и кафедры вычислительных іетодов механики НГУ "Численные методы механики сплошной :реды" /руководители - академик Ю.А. Шокин и профессор В.М. Совеня/ (Новосибирск, 1994г.).
в.Структура и объем работы. Диссертация состоит из ведения, четырех глав, заключения и списка литературы, остоящем из 103 наименований. Текст работы содержит _// границ, _Jf_ рисунков и _&_ таблиц.