Исследование нелинейных колебаний газа и аэрозоля в закрытом прямоугольном канале при переходе через резонансную частоту

Автор: Линар Радикович Шайдуллин

Соавторы: Кабиров А.А.

Организация: Институт механики и машиностроения – обособленное структурное подразделение ФИЦ КазНЦ РАН

Воздействие волновых процессов на ограниченную многофазную среду приводит к возникновению нелинейных явлений [1]. В работе [2] рассматриваются резонаторы в виде конуса, рупора или колбы. Создаваемые колебания сильно влияют на поведение частиц в данных объемах [3]. Например, изменению поля средней температуры [4], усилению перемешивания [5], ускорению осаждения и увеличению теплообмена среды [6]. Ранее рассматривались осаждения частиц аэрозоля при резонансных колебаниях в трубах [7].

В данной работе исследуется динамика аэрозоля в резонаторе прямоугольного сечения вблизи резонансной частоты. Получены значения колебаний давления газа вблизи резонанса. Выявлено, что начальная концентрация капель монотонно уменьшается со временем по сравнению с естественным осаждением.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 20-79-00144).

1.Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред // Москва: Наука. 1987. Т. 1. 464 с.

2.Mortell M.P., Seymour B.R. Nonlinear resonant oscillations in closed tubes of variable cross section // J. Fluid Mech. 2004. V. 519. P. 183–199.

3.Davidson G.A., Jager W. Turbulence and aerosol coagulation in high intensity sound fields // J. Sound and Vibr. 1980. V. 72. №. l. P. 123.

4.Daru V., Baltean-Carles D., Debesse P., Gandikota G. Two-dimensional numerical simulations of nonlinear acoustic streaming in standing waves // Wave Motion. 2013. V. 50. P. 955–963.

5.Аганин А.А., Кузнецов В.Б., Мартынов Е.В., Смирнов Э.Т. Экспериментальное и численное исследование акустических течений около объемных резонаторов // ПМТФ. 1997. Т. 38. № 6. С. 61-71.

6.Tkachenko L.A., Shaidullin L.R., Kabirov A.A. Acoustothermal Effect in an Open Tube with Section Leap for Nonlinear Gas Oscillations // Lobachevskii J. Math. 2020. V. 41. P. 1300–1304.

7.Gubaidullin D. A., Zaripov R. G., Tkachenko L. A., Shaidullin L. R. Deposition of polydisperse gas suspensions with nonlinear resonance oscillations in a closed tube // J. Acoust. Soc. Am. 2019. V. 145. № 1. EL30- EL33.