Оглавление
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Глава 1. Современное состояние исследований . . . . . . . . . . . . 13
1.1 Обзор работ, посвященных теоретическому изучению
акустических свойств пузырьковых жидкостей . . . . . . . . . . . 13
1.2 Обзор работ, посвященных экспериментальным исследованиям
акустических свойств пузырьковых жидкостей . . . . . . . . . . . 37
1.3 Выводы по главе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Глава 2. Специфика распространения звука в воде с
парогазокапельными пузырьками . . . . . . . . . . . . . . 51
2.1 Основные уравнения для жидкости с парогазовыми пузырьками . 51
2.2 Постановка задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.3 Дисперсионный анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
2.4 Сравнение с экспериментальными данными . . . . . . . . . . . . . 77
2.5 Параметрический анализ акустических возмущений в
пузырьковой жидкости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
2.5.1 Влияние диффузии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
2.5.2 Влияние начального радиуса и объёмного содержания
пузырьков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
2.5.3 Влияние равновесной температуры . . . . . . . . . . . . . . 97
2.6 Выводы по главе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Глава 3. Акустические свойства и устойчивость жидкости с
парогазовыми пузырьками . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.1 Постановка задачи и дисперсионный анализ . . . . . . . . . . . . 102
3.2 Особенности отражения и прохождения акустических волн через
границу раздела . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
3.2.1 Прямое падение плоской акустической волны на границу
раздела между фазами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
3.2.2 Падение плоской акустической волны на границу раздела
под косым углом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
3
3.3 Акустическая устойчивость перегретой жидкости с газовыми
зародышами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
3.4 Выводы по главе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Глава 4. Волны давления в заполненной жидкостью трубе,
содержащей сферическую пузырьковую область . . . . . 131
4.1 Общая постановка задачи и система уравнений . . . . . . . . . . . 131
4.2 Методика численного расчёта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
4.2.1 Уравнения в переменных Лагранжа . . . . . . . . . . . . . 135
4.2.2 Принцип построения разностной схемы . . . . . . . . . . . 136
4.2.3 Начальные и граничные условия . . . . . . . . . . . . . . . 137
4.3 Тестовые расчёты и сравнение с экспериментальными данными . 138
4.4 Фокусировка волны давления в сферическом пузырьковом
кластере . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
4.4.1 Случай сферического кластера у торцевой стенки . . . . . 142
4.4.2 Случай сферического кластера на оси канала . . . . . . . . 156
4.5 Выводы по главе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Глава 5. Волны давления в заполненной жидкостью трубе,
содержащей цилиндрическую пузырьковую область . . 169
5.1 Постановка задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
5.1.1 Начальные и граничные условия . . . . . . . . . . . . . . . 169
5.2 Фокусировка волны давления в пузырьковом кластере в виде
полого цилиндра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
5.2.1 Пузырьковый кластер, не соприкасающийся с боковой
поверхностью трубы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
5.2.2 Случай соприкасающегося со стенкой цилиндрического
кластера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
5.3 Специфика фокусировки волны давления в полых и сплошных
цилиндрических пузырьковых кластерах . . . . . . . . . . . . . . 184
5.4 Выводы по главе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
4
Список рисунков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
Приложение А. Свидетельства о государственной регистрации
программы для ЭВМ . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
