Введение к работе
Актуальность темы: Значительный интерес исследователей к проблемам и эдачам механики многофазных сред обусловлен широким распространением таких :истем в природе и их интенсивным использованием в современной технике. \ктуальность исследования распространения нестационарных возмущений при іаличии в однофазной среде (в жидкости или в газе) гетерогенной смеси в виде гузырьковой или газокапельной завесы, расположенной в зоне между двумя шоскостями, обусловлена, в первую очередь, важностью практических приложений. В частности, представляет интерес возможность защиты подводной рауны от взрывных волн, возникающих при проведении строительных работ под юдой. Проблема экранирования волн давления в жидкости приводит к изучению )аспространения импульсных возмущений в жидкости, содержащей зону с гузырьковой завесой.
Развитие многих отраслей промышленности вызвало широкое внедрение в ірактику различных аэрозолей. Такие вещества являются основными рабочими :елами в энергетических установках, аппаратах химической промышленности. При ітом для контроля протекания различных технологических процессов широко іспользуются расчеты и измерения, связанные с распространением и поглощением ікустических волн. Поэтому важное значение приобретают исследования по ізучению'динамики волн при прохождении через завесы, представляющих собой тухфазные газокапельные системы.
Актуальность темы в целом обусловлена необходимостью расширения и тлубления знаний о нестационарных волновых процессах в многофазных системах. Хелиработы:
изучить особенности распространения слабых возмущений в жидкости при
наличии пузырьковой завесы;
исследовать динамику нелинейных волн в жидкости, содержащей зону с
пузырьковой завесой;
проанализировать влияние полидисперсного состава смеси и определяющих
параметров на эволюцию волн при прохождении завесы;
численно исследовать эволюцию звуковых возмущений в газе при прохождении
через парогазокапельные, парокапельные и пылевые завесы, а также анализ
влияния фазовых превращений и определяющих параметров на эволюцию волн. їаучная новизна: Для слабых гармонических волн получены аналитические ыражения коэффициентов отражения и прохождения при наличии границ, іазделяющих области однофазных и гетерогенных сред. Установлено:
если в случае акустических волн завеса в основном оказывает экранирующее воздействие, то для нелинейных волн происходит некоторое ослабление такого свойства;
из-за проявления нелинейных эффектов и радиальной инерции пузырьковой жидкости при некоторых ситуациях наличие пузырьковой завесы может приводить к усилению амплитуды исходного нелинейного сигнала;
покрытием твердую стенку пузырьковой завесой, подбор соответствующим образом радиуса пузырьков и их объемного содержав можно добиться, во-первых, отсутствия отраженного от стенки сигнала во-вторых, существенного снижения воздействия волны на стенку;
подбором параметров завесы можно добиться, что при прохождении че] более «густую» парогазокапельную или парокапелыгую зав< акустический сигнал затухает меньше, чем при прохождении через меі «густую».
Практическая ценность: Установленные закономерности распространения вс давления в однофазных средах, содержащих зону с дисперсной завесой, позволя предсказать их поведение в различных практически важных ситуациях. Зна^ закономерностей протекания волновых процессов при наличии в однофазных сред дисперсных завес важно при решении вопросов защиты природных объектр_в подводных сооружений от ударно-волновых воздействии, разработки нов технологий в химической промышленности и т.д.
Апробации работы: Результаты, приведенные в диссертации, докладывались обсуждались на семинарах проблемной лаборатории математическс моделирования и механики сплошных сред Бирского государственыс педагогического института (руководитель - профессор СМ. Усманов), на семинар кафедры теоретической физики Стерлитамакского государственнс педагогического института (руководители - профессор В.Ш. Шагапов и професс А.И. Филиппов), также на следующих конференциях и научных школах:
на межвузовской научно-теоретической конференции "ЭВТ в обучении моделировании" (г. Бирск, 1996);
на II Уральской региональной межвузовской научно-практической конференц "Проблемы физико-математического образования в вузах России на современн этапе" (г. Уфа, 1997);
на Всероссийской научной конференции "Физика конденсированного состоят (г. Стерлитамак, 1997);
на межвузовской научной конференции "Нелинейные явления конденсированных средах" (г. Уфа, 1998);
на четвертом Всероссийском школе семинаре "Аналитические методы оптимизация процессов в механике жидкости и газа" САМГОП-98 (г. Уфа, 199!
Публикации: Основные результаты диссертации опубликованы в 9-ти работ! список которых приведен в конце автореферата.
Объем и структура работы: Диссертация состоит из введения, четырех гл; заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 155 страш включая 61 рисунок и список литературы, состоящий из 107 наименований.