Влияние внешних силовых полей на динамику поверхности раздела

Авторы

  • А.А. Алабужев Институт механики сплошных сред УрО РАН,Пермский государственный национальный исследовательский университет
  • А.О. Иванцов Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермский государственный национальный исследовательский университет
  • М.И. Кайсина Пермский государственный национальный исследовательский университет
  • Н.Н. Картавых Пермский государственный национальный исследовательский университет
  • М.А. Кашина Пермский государственный национальный исследовательский университет
  • В.В. Коновалов Институт механики сплошных сред УрО РАН

DOI:

Ключевые слова:

капля жидкости, газовый пузырек, линия контакта, электрическое поле, вынужденные колебания, собственные колебания, кипение, пленки

Аннотация

Проведено теоретическое исследование поведения межфазной поверхности раздела в неоднородных силовых полях: изучение влияния электрического поля и вибраций на (1) поведение капель (пузырьков) на подложке с учетом динамики контактной линии, (2) образование и отрыв газового пузырька и (3) устойчивость поверхности жидкость - пар при пленочном кипении. Изучалось влияние как однородного переменного электрического поля на колебания полусферической капли на подложке и цилиндрической капли (газового пузырька), так и неоднородного. Исходя из полных уравнений тепломассопереноса была рассмотрена линейная устойчивость основного состояния межфазной поверхности жидкость - пар подохлажденного пленочного кипения с учетом модуляции поля тяжести, вызванной вертикальными вибрациями нагревателя, и приложенного по нормали к поверхности электрического поля.

Поддерживающие организации
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Пермского края (грант № 14-01-96017).

Биографии авторов

  • А.А. Алабужев, Институт механики сплошных сред УрО РАН,Пермский государственный национальный исследовательский университет
    кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории вычислительной гидродинамики
  • А.О. Иванцов, Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермский государственный национальный исследовательский университет
    кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории вычислительной гидродинамики
  • М.И. Кайсина, Пермский государственный национальный исследовательский университет
    магистр физического факультета, ПГНИУ
  • Н.Н. Картавых, Пермский государственный национальный исследовательский университет
    кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физики фазовых переходов физического факультета
  • М.А. Кашина, Пермский государственный национальный исследовательский университет
    магистр физического факультета, ПГНИУ
  • В.В. Коновалов, Институт механики сплошных сред УрО РАН
    кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории вычислительной гидродинамики

Библиографические ссылки

  1. Hocking L.M. The damping of capillary-gravity waves at a rigid boundary // J. Fluid Mech. - 1987. - Vol. 179. - P. 253-266.
  2. Mugele F., Baret J.-C. Electrowetting: from basics to applications // J. Phys.: Condens. Matter. - 2005. - Vol. 17. - P. 705-774.
  3. Di Marco P., Grassi W. About the scaling of critical heat flux with gravity acceleration in pool boiling // Proc. XVII UIT National Heat Transfer Conference, Ferrara, June 30 - July 2, 1999. - Vol. 1. - P. 139-150.
  4. Кайсина М.А. Динамика цилиндрического пузырька в переменном поле давления // Материалы XXIII Всерос. школы-конф. молодых ученых и студентов «Математическое моделирование в естественных науках». - Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2014. - С. 107-110.
  5. Алабужев А.А., Кайсина М.И. Трансляционная мода собственных колебаний цилиндрического пузырька // Вест. Перм. ун-та. Сер.: Физика. - 2015. - Вып. 1 (29). - С. 35-41.
  6. Алабужев А.А., Кайсина М.И. Влияние движения линии контакта на осесимметричные колебания цилиндрического пузырька // Вест. Перм. ун-та. Сер.: Физика. - 2015. - Вып. 2 (30). - С. 56-68.
  7. Кайсина М.И. Азимутальные моды собственных колебаний цилиндрического пузырька // Вест. Перм. ун-та. Сер.: Математика. Механика. Информатика. - 2015. - Вып. 2 (29). - С. 37-45.
  8. Алабужев А.А., Кайсина М.И. Собственные азимутальные колебания цилиндрического пузырька в сосуде конечного объема // Вест. Перм. ун-та. Сер.: Физика. - 2015. - Вып. 3 (31). - С. 38-47.
  9. Alabuzhev A.A., Kaysina M.I. The translational oscillations of a cylindrical bubble in a bounded volume of a liquid with free deformable interface // J. Phys.: Conf. Ser. - 2016. - Vol. 681. - 012043.
  10. Алабужев А.А., Кайсина М.И. Динамика цилиндрического газового пузырька с учетом движения линии контакта // Материалы XI Междунар. конф. по неравновесным процессам в соплах и струях (NPNJ’2016), 25-31 мая 2016 г., Алушта. - М.: Изд-во МАИ, 2016. - C. 57-59.
  11. Алабужев А.А., Кашина М.А. Влияние движения линии контакта на колебания пузырька в неоднородном электрическом поле // Тез. докл. VIII Всерос. конф. «Актуальные проблемы прикладной математики и механики», посв. памяти академика А.Ф. Сидорова, и Всерос. молодежной школы-конф. (Абрау-Дюрсо, 5-10 сентября 2016 г.). - Абрау-Дюрсо: Изд-во ИММ УрО РАН, 2016. - С. 3-4.
  12. Алабужев А.А. Влияние переменного электрического поля на поведение полусферической капли // Материалы XI Международной конференции по неравновесным процессам в соплах и струях (NPNJ’2016), 25-31 мая 2016 г., Алушта. - М.: Изд-во МАИ, 2016. - C. 56-57.
  13. Алабужев А.А. Вынужденные колебания полусферической капли невязкой жидкости на подложке в переменном электрическом поле // Материалы XXV Всерос. школы-конф. молодых ученых и студентов «Математическое моделирование в естественных науках». - Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2016. - С. 12-16.
  14. Коновалов В.В. Устойчивость паровой пленки горизонтального подохлажденного пленочного кипения // Материалы XXIII Всерос. школы-конф. молодых ученых и студентов «Математическое моделирование в естественных науках». - Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2014. - С. 129-132.
  15. Коновалов В.В. Отрыв газового пузырька от вибрирующей подложки в поле электрических сил // Тез. докл. VIII Всерос. конф. «Актуальные проблемы прикладной математики и механики», посв. памяти академика А.Ф. Сидорова, и Всерос. молодежной школы-конф. (Абрау-Дюрсо, 5-10 сентября 2016 г.). - Абрау-Дюрсо: Изд-во ИММ УрО РАН, 2016. - С. 53.

Загрузки

Опубликован

2017-09-05

Выпуск

№ 2 (2017)

Раздел

Исследования: теория и эксперимент

Как цитировать

Алабужев, А., Иванцов, А., Кайсина, М., Картавых, Н., Кашина, М., & Коновалов, В. (2017). Влияние внешних силовых полей на динамику поверхности раздела. Вестник Пермского федерального исследовательского центра, 2, 24-29. https://journal.permsc.ru/index.php/pscj/article/view/PSCJ2017n2p2