Численное моделирование нелинейной динамики газовой сферической полости при ее начальных пульсациях в жидкости
В работе рассмотрена динамика газовой полости в идеальной сжимаемой жидкости в результате импульсного ввода в неё энергии. Исследован процесс генерации сферической волны давления в жидкости, генерируемой пульсациями газовой полости. Предложен алгоритм расчёта пульсаций полости в нелинейной постановк...
Збережено в:
Дата: | 2015 |
---|---|
Автори: | , , |
Формат: | Стаття |
Мова: | Russian |
Опубліковано: |
Інститут гідромеханіки НАН України
2015
|
Назва видання: | Прикладна гідромеханіка |
Теми: | |
Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/116526 |
Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Цитувати: | Численное моделирование нелинейной динамики газовой сферической полости при ее начальных пульсациях в жидкости / А.В. Шептилевский, И.Т. Селезов, В.М. Косенков // Прикладна гідромеханіка. — 2015. — Т. 17, № 2. — С. 73-78. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-116526 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-1165262017-04-29T03:03:16Z Численное моделирование нелинейной динамики газовой сферической полости при ее начальных пульсациях в жидкости Шептилевский, А.В. Селезов, И.Т. Косенков, В.М. Науковi статтi В работе рассмотрена динамика газовой полости в идеальной сжимаемой жидкости в результате импульсного ввода в неё энергии. Исследован процесс генерации сферической волны давления в жидкости, генерируемой пульсациями газовой полости. Предложен алгоритм расчёта пульсаций полости в нелинейной постановке на неподвижной эйлеровой сетке. Проведен сравнительный анализ динамики пузырька в линейной и нелинейной постановке. В роботі розглянуто динаміку газової порожнини в ідеальній стисливій рідині внаслідок імпульсного введення в неї енергії. Досліджено процес генерації сферичної хвилі тиску в рідині, яка генерується пульсаціями газової порожнини. Запропоновано алгоритм розрахунку пульсацій порожнини в нелінійній постановці на нерухомій ейлеровій сітці. Проведено порівняльний аналіз динаміки бульбашки в лінійній та нелінійній постановці. The paper considers the dynamics of a gas cavity in an ideal compressible fluid as a result of the pulsed input of energy into it. The process of generating a spherical pressure wave in fluid generated by gas cavity pulsations is investigated. An algorithm for calculating the fluctuations of the cavity in nonlinear statement on a fixed Eulerian grid is proposed. A comparative analysis of the bubble dynamics in linear and nonlinear formulation is presented. 2015 Article Численное моделирование нелинейной динамики газовой сферической полости при ее начальных пульсациях в жидкости / А.В. Шептилевский, И.Т. Селезов, В.М. Косенков // Прикладна гідромеханіка. — 2015. — Т. 17, № 2. — С. 73-78. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. 1561-9087 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/116526 534.131 ru Прикладна гідромеханіка Інститут гідромеханіки НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Russian |
topic |
Науковi статтi Науковi статтi |
spellingShingle |
Науковi статтi Науковi статтi Шептилевский, А.В. Селезов, И.Т. Косенков, В.М. Численное моделирование нелинейной динамики газовой сферической полости при ее начальных пульсациях в жидкости Прикладна гідромеханіка |
description |
В работе рассмотрена динамика газовой полости в идеальной сжимаемой жидкости в результате импульсного ввода в неё энергии. Исследован процесс генерации сферической волны давления в жидкости, генерируемой пульсациями газовой полости. Предложен алгоритм расчёта пульсаций полости в нелинейной постановке на неподвижной эйлеровой сетке. Проведен сравнительный анализ динамики пузырька в линейной и нелинейной постановке. |
format |
Article |
author |
Шептилевский, А.В. Селезов, И.Т. Косенков, В.М. |
author_facet |
Шептилевский, А.В. Селезов, И.Т. Косенков, В.М. |
author_sort |
Шептилевский, А.В. |
title |
Численное моделирование нелинейной динамики газовой сферической полости при ее начальных пульсациях в жидкости |
title_short |
Численное моделирование нелинейной динамики газовой сферической полости при ее начальных пульсациях в жидкости |
title_full |
Численное моделирование нелинейной динамики газовой сферической полости при ее начальных пульсациях в жидкости |
title_fullStr |
Численное моделирование нелинейной динамики газовой сферической полости при ее начальных пульсациях в жидкости |
title_full_unstemmed |
Численное моделирование нелинейной динамики газовой сферической полости при ее начальных пульсациях в жидкости |
title_sort |
численное моделирование нелинейной динамики газовой сферической полости при ее начальных пульсациях в жидкости |
publisher |
Інститут гідромеханіки НАН України |
publishDate |
2015 |
topic_facet |
Науковi статтi |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/116526 |
citation_txt |
Численное моделирование нелинейной динамики газовой сферической полости при ее начальных пульсациях в жидкости / А.В. Шептилевский, И.Т. Селезов, В.М. Косенков // Прикладна гідромеханіка. — 2015. — Т. 17, № 2. — С. 73-78. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. |
series |
Прикладна гідромеханіка |
work_keys_str_mv |
AT šeptilevskijav čislennoemodelirovanienelinejnojdinamikigazovojsferičeskojpolostiprieenačalʹnyhpulʹsaciâhvžidkosti AT selezovit čislennoemodelirovanienelinejnojdinamikigazovojsferičeskojpolostiprieenačalʹnyhpulʹsaciâhvžidkosti AT kosenkovvm čislennoemodelirovanienelinejnojdinamikigazovojsferičeskojpolostiprieenačalʹnyhpulʹsaciâhvžidkosti |
first_indexed |
2025-07-08T10:31:59Z |
last_indexed |
2025-07-08T10:31:59Z |
_version_ |
1837074449397972992 |
fulltext |
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2015. Том 17, N 2. С. 73 – 78
УДК 534.131
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНОЙ
ДИНАМИКИ ГАЗОВОЙ СФЕРИЧЕСКОЙ ПОЛОСТИ
ПРИ ЕЕ НАЧАЛЬНЫХ ПУЛЬСАЦИЯХ В ЖИДКОСТИ
А. В. ШЕ П ТИ Л ЕВ СК И Й1, И. Т. СE Л ЕЗО В2, В. М. КО СЕ Н К ОВ3
1Николаевский национальный аграрный университет,
54020, г. Николаев, ул. Парижской коммуны, 9
2Институт гидромеханики НАН Украины,
вул. Желябова, 8/4, 03680, МСП, Київ-180, Україна
3Институт импульсных процессов и технологий НАН Украины,
54018, г. Николаев, проспект Октябрьский,
email: v.m.kosenkov@gmail.com
Получено 12.01.2015
В работе рассмотрена динамика газовой полости в идеальной сжимаемой жидкости в результате импульсного ввода
в неё энергии. Исследован процесс генерации сферической волны давления в жидкости, генерируемой пульсациями
газовой полости. Предложен алгоритм расчёта пульсаций полости в нелинейной постановке на неподвижной
эйлеровой сетке. Проведен сравнительный анализ динамики пузырька в линейной и нелинейной постановке.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: жидкость, сферическая газовая полость, пульсации, численное моделирование
В роботi розглянуто динамiку газової порожнини в iдеальнiй стисливiй рiдинi внаслiдок iмпульсного введення
в неї енергiї. Дослiджено процес генерацiї сферичної хвилi тиску в рiдинi, яка генерується пульсацiями газової
порожнини. Запропоновано алгоритм розрахунку пульсацiй порожнини в нелiнiйнiй постановцi на нерухомiй
ейлеровiй сiтцi. Проведено порiвняльний аналiз динамiки бульбашки в лiнiйнiй та нелiнiйнiй постановцi.
КЛЮЧОВI СЛОВА: рiдина, сферична газова порожнина, пульсацiї, чисельне моделювання
The paper considers the dynamics of a gas cavity in an ideal compressible fluid as a result of the pulsed input of energy
into it. The process of generating a spherical pressure wave in fluid generated by gas cavity pulsations is investigated.
An algorithm for calculating the fluctuations of the cavity in nonlinear statement on a fixed Eulerian grid is proposed. A
comparative analysis of the bubble dynamics in linear and nonlinear formulation is presented.
KEY WORDS: liquid, spherical gas cavity, pulsations, numerical simulations
ВВЕДЕНИЕ
Во многих технологических процессах исполь-
зуют давление гидродинамических волн на обра-
батываемые объекты. К ним относятся процессы
импульсной штамповки и калибровки металлов,
а также разрушения и дробления грунтов и ке-
рамики. Исследования подводных объектов также
выполняют с помощью генераторов мощных аку-
стических волн. Генерация мощных волн в жид-
кости обычно сопровождается появлением газо-
вых полостей, которые определяют характеристи-
ки излучаемых волн. Образование газовой полости
в жидкости, как известно, может быть вызвано па-
дением давления (гидродинамическая кавитация)
или прохождением акустической волны (акусти-
ческая кавитация) [1, 2]. Кроме того, появление
и рост газовой полости может быть вызван вне-
шними факторами, связанными с вводом энергии
в жидкость в результате взрыва ВВ, электриче-
ского разряда в жидкости, электрического взрыва
проводника, лазерного импульса и т.п. [3-7].
При исследовании взаимодействия газовой по-
лости с жидкостью, в рамках задачи, проанализи-
рованной в работе [8], можно выделить два основ-
ных случая: малые амплитуды пульсаций газовой
полости (не превышающие её начальный радиус)
и большие амплитуды пульсаций.
Рассмотрение пульсаций газовой полости в жид-
кости при небольших возмущениях полости хоро-
шо описывается в линейном приближении [9, 10].
В этом случае предполагают, что граница полости
перемещается на бесконечно малую величину, т.е.
её считают условно неподвижной, но скорость её
движения изменяется в процессе пульсаций.
Если полость испытывает большие возмущения,
когда амплитуда пульсаций полости значитель-
но отличается от её начального радиуса, линей-
ная постановка приводит к существенным погре-
c© А. В. Шептилевский, И. Т. Селезов, В. М. Косенков, 2015 73
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2015. Том 17, N 2. С. 73 – 78
шностям, влияющим на оценку динамики поло-
сти. В этом случае возникает необходимость учи-
тывать конечные перемещения поверхности поло-
сти [9, 11, 12].
Решение подобных задач выполняют с помо-
щью численных методов, использующих подви-
жные сетки для дискретизации расчётной обла-
сти [13, 14]. Алгоритм этих методов усложнён про-
цедурами перестройки сеток и обеспечения устой-
чивости итерационного процесса. Поэтому задача
разработки более простых алгоритмов учёта нели-
нейности гидродинамических задач по-прежнему
остаётся актуальной.
Представляет интерес исследование пульсации
газовой полости, генерируемой вводом энергии, в
сжимаемой жидкости и взаимное влияние газовой
полости и сжимаемой жидкости при их взаимодей-
ствии с учетом нелинейности пульсации полости.
В связи с этим разработан алгоритм расчёта
пульсаций сферической газовой полости в нели-
нейной постановке, но с использованием эйлерова
способа описания течения жидкости на неподви-
жной сетке.
1. ФИЗИЧЕСКАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Рассматривается пузырек газа в жидкости. В
связи с размером пузырька его форму можно счи-
тать сферической, что обеспечивается силами по-
верхностного натяжения [15]. Полагаем, что пу-
зырёк заполнен газом, образовавшимся в резуль-
тате детонации сферического заряда ВВ, а также
парами воды. Учитывая, что показатель адиабаты
у продуктов детонации ВВ изменяется в пределах
от 1.25 до 1.3, а водяного пара от 1.3 до 1.33, по-
казатель адиабаты смеси газов в пузырьке прини-
мается постоянным и равным 1.3.
При этом преобладают деформации объемного
сжатия, а не сдвига, и вязкие напряжения в жид-
кости можно не учитывать, то есть жидкость мож-
но считать идеальной [15]. Это позволяет рассма-
тривать волновые процессы в жидкости в потен-
циальном приближении.
Так как размеры полости малы по сравнению с
размерами области, заполненной жидкостью, то за
время ввода энергии, намного меньшего, чем пери-
од пульсации полости, не имеет принципиального
значения закон ввода энергии [3]. Поэтому счита-
ли, что заданная энергия выделяется в пузырьке
с постоянной мощностью за малое конечное вре-
мя в результате взрывных процессов. Промежуток
времени τэ подвода энергии выбиралися из усло-
вия, что он меньше 0.01·Т0, но не меньше ∆t(∆t –
вычислительный шаг по времени), где T0 – период
пульсации газовой полости.
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОСТАНОВКА
ЗАДАЧИ
Динамика пульсаций газовой полости опреде-
ляется уравнением баланса энергии. Выбор этого
уравнения обусловлен тем, что одним из способов
выведения системы пузырек-жидкость из состоя-
ния равновесия является ввод энергии в газовую
полость [3]:
1
γ − 1
d
dt
(Pb · Vb) + Pb
dVb
dt
= N (t) , (1)
где Vb =
4
3
πR3
b – объём пузырька; Rb – радиус пу-
зырька; Pb – давление в пузырьке; γ – показатель
адиабаты газа в пузырьке; N (t) – мощность вво-
димой в полость энергии взрывных процессов.
На некотором удалении от полости в жидкости
может возникать асимметрия при распростране-
нии возмущения, связанная с формой поверхно-
сти, ограничивающей жидкость, или наличием в
жидкости преграды. Для возможного учета асим-
метрии распространения возмущения в жидкости
при описании ее динамики применялось волновое
уравнение в сферической системе координат в тре-
хмерной постановке [16, 17]:
∂2f
∂t2
= c2
[
1
r2
∂
∂r
(
r2 ∂f
∂r
)
+
+
1
r2 sin θ
∂
∂θ
(
sin θ
∂f
∂θ
)
+
1
r2 sin2 θ
∂2f
∂ϕ2
]
, (2)
где f – потенциал скорости жидкости; c – скорость
звука в невозмущённой жидкости.
В данной статье применяется волновое уравне-
ние гидроакустики (2) без учета асимметрии. Дав-
ление в жидкости находится с помощью интеграла
Коши-Лагранжа в линеаризованной форме [18]:
P = P0 − ρ0
∂f
∂t
, (3)
где ρ0 – плотность невозмущённой жидкости.
Взаимодействие пузырька с жидкостью опре-
деляется условиями на контактной границе двух
сред, в виде равенства скоростей и давлений жид-
кости и газа на границе пузырька [19]:
dRb
dt
=
∂f
∂r
, Pb = P ∗, (4)
74 А. В. Шептилевский, И. Т. Селезов, В. М. Косенков
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2015. Том 17, N 2. С. 73 – 78
где P ∗ – давление жидкости на границе пузырь-
ка. Так как жидкость предполагается идеальной,
то касательные напряжения на границе раздела
жидкости и пузырька равны нулю.
3. МЕТОД РЕШЕНИЯ
Уравнения математической модели решали с
помощью численных методов, заменив непрерыв-
ную, пространственную область решений дискре-
тной. Пространственная область дискретизирова-
лась, а время, рассматриваемое до четырех пуль-
саций, настолько мало, что отраженные от грани-
цы дискретизации волны не приходили. Граница
дискретизации выбиралась так, чтобы отражен-
ные волны успели подойти. По существу можно
говорить о поведении системы в очень узком вре-
менном интервале. Это приближенный анализ. В
точной постановке необходимо рассматривать ухо-
дящие волны, чтобы гарантировать условия Зом-
мерфельда (единственность решения) и из этих
условий формулировать условия на границе дис-
кретизации или применять метод конечного объе-
ма.
Дифференциальные уравнения дискретизиро-
вались в пространстве и во времени по методу
конечных разностей [20, 21]. Решение полученной
алгебраической системы уравнений выполнялось
с помощью явных численных методов, использую-
щих рекуррентные по времени формулы [8].
На основе волнового уравнения (2) вычислялись
потенциалы жидкости во всех точках, кроме гра-
ничных. С помощью условий контактного взаимо-
действия (4) определялись потенциалы жидкости
на границе с полостью, при этом, если смещение
границы происходило в пределах от первой до вто-
рой точки сетки, вычислялась динамика полости
по разработанному алгоритму. Если перемещения
полости превышали шаг пространственной сетки
по радиальной координате, то на основе алгоритма
взаимодействия определялся потенциал жидкости
в узле сетки, который является нижним пределом
интервала, и в котором расположена граница по-
лости. Такой алгоритм позволяет учесть переме-
щение границы полости относительно пространс-
твенной сетки.
На рис. 1 показано, как учитывалась нелиней-
ность пульсаций газовой полости относительно на-
чального радиуса Rb0.
Точки r1 и rnk
– граничные, такие что r1 = Rb0,
rnk
= Rs0, где Rs0 – радиус сферической по-
верхности, ограничивающей жидкость, Rb0 – на-
чальный радиус газовой полости. Фиксированная
Рис. 1. Узлы пространственной сетки по радиальной
координате с номерами k = 1, nk
сферическая поверхность считалась непроницае-
мой, поэтому скорость жидкости на ней равна ну-
лю. Радиус фиксированной сферической поверх-
ности Rso выбирался из условия, что отражённая
от неё волна не успеет достичь поверхности пу-
зыря за время расчёта (T ), т.е. Rso = ñ · Ó, а вре-
мя T = 2 · T0. Это обеспечивало расчёт прибли-
зительно четырёх пульсаций пузыря без влияния
волн, отражённых от поверхности радиусом Rso.
При движении границы полости она проходит
через узловые точки пространственного шаблона.
Пусть rp – точка, в которой выполняется неравен-
ство rp ≤ Rb < rp+1, тогда точка rp рассматрива-
ется, как граничная и значения переменных сис-
темы определяются на (n + 1)-м слое по време-
ни, с учетом значения потенциала жидкости fn
p ,
радиуса пузырька Rn
b и давления в пузырьке P n
b
на предыдущем временном слое, а также условия
контактного взаимодействия сред на границе ра-
здела (4) и уравнения баланса энергии полости (1).
В результате определяется радиус и давление в по-
лости, а также значение потенциала жидкости на
границе с газовой полостью [22].
Значения потенциалов жидкости в точках ri при
p < i < nk вычисляются с помощью волново-
го уравнения, а в точках i = nk определяются с
учетом граничных условий (4). В точках i < p по-
тенциал жидкости находится линейной экстрапо-
ляцией [20] по известным значениям потенциала в
точках rp и rp+1.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫЧИСЛЕНИЙ
Рассматривается газовая полость Rb0 = 1 мм
в идеальной сжимаемой жидкости с ρ0 =
1000 кг/м3. В начальный момент времени система
пузырёк-жидкость находится в состоянии равно-
весия, поэтому давление жидкости и газа в поло-
сти одинаково: P0 = 0.1 МПа. При вводе энергии
E0 (энергия на пузырек) в газовую полость она
начинает совершать пульсации (pис. 2).
При этом скорость движения поверхности по-
лости (pис. 3) принимает максимальные значения
в начале процесса ввода энергии, уменьшаясь со
временем.
При больших энергиях изменение среднего зна-
А. В. Шептилевский, И. Т. Селезов, В. М. Косенков 75
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2015. Том 17, N 2. С. 73 – 78
Рис. 2. Изменение радиуса полости со временем
Рис. 3. Изменение скорости пульсаций
чения радиуса, относительно которого пульсиру-
ет полость, вычисленного в линейной постановке
(рис. 4, штриховая линия), существенно превыша-
ет соответствующие значения радиуса, определен-
ного с учётом нелинейности (рис. 4, сплошная ли-
ния).
Рис. 4. Изменение среднего радиуса
Пульсации газовой полости относительно неко-
торого среднего значения радиуса Rb должны со-
ответствовать периоду собственных её пульсаций
[15]:
T0 = 2πR0
√
ρ0
3γP0
. (5)
Пусть Tb, Rb – период и средний радиус пуль-
сации полости, который определяется с помощью
уравнений (1) и (4). По известному среднему ра-
диусу с помощью формулы (5) находится период
пульсации T0. Погрешность вычислений определя-
ется по формуле: ∆T =
|Tb − T0|
T0
100% (рис. 5).
Рис. 5. Погрешность вычислений
Увеличение энергии, вводимой в полость, приво-
дит к увеличению погрешности расчёта при линей-
ной постановке задачи (рис. 5, штриховая линия),
которая асимптотически приближается к 100%.
Вычисления периода пульсаций полости с учетом
нелинейности обеспечивает погрешность вычисле-
ния Tb, не превышающую 5% (рис. 5, сплошная
линия). Амплитуда пульсаций пузырька монотон-
но возрастает с увеличением вводимой энергии по
степенному закону с показателем степени мень-
шим единицы (рис. 6).
Рис. 6. Амплитуда пульсаций
Отличия расчетного периода пульсаций от
вычисленного по формуле (5) невелики, если энер-
гия, вводимая в полость такова, что амплиту-
да пульсаций полости намного меньше, чем рас-
стояние между узлами пространственной сетки,
тогда поверхность полости располагается вблизи
начальной граничной точки. Такое расположение
границы также возможно при увеличении геоме-
трического шага сетки, однако в импульсных про-
цессах это может приводить к погрешности вы-
числения распространения волны в жидкости. На
рис. 7 представлены зависимости максимального
76 А. В. Шептилевский, И. Т. Селезов, В. М. Косенков
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2015. Том 17, N 2. С. 73 – 78
давления в жидкости на границе полости от вели-
чины, введенной в полость энергии. Как видно из
рис. 7, даже при достаточно малой энергии давле-
ние на границе существенно зависит от начально-
го радиуса полости, и это влияние возрастает при
увеличении вводимой энергии.
Рис. 7. График изменения максимального давления
Начальный радиус полости существенно влия-
ет на динамику системы пузырек-жидкость. Чем
больше начальный радиус, тем меньшее давление
достигается на границе полости при вводе задан-
ного количества энергии. Так, для радиусов 1 и
5 мм давление при соответствующих значениях
энергии отличается на порядок.
На рис. 8 представлен график зависимости
количества энергии E∗
0 , передаваемой полостью
жидкости, от энергии, вводимой в полость E0.
Если шаг дискретизации расчётной области отно-
сительно большой по сравнению с радиусом по-
лости, а энергия мала, то расчёт выполняется по
линейному алгоритму, так как граница полости не
переходит через соседний узел сетки. В этом слу-
чае необходимо согласовывать шаг сетки с ампли-
тудой пульсации полости. При больших значениях
вводимой энергии количество энергии передавае-
мой жидкости (равной работе расширения поло-
сти) практически не зависит от начального ради-
уса полости.
Рис. 8. Оценка количества энергии
В работах [22–27] рассматривалась задача для
жидкости, ограниченной упругой сферической
оболочкой с несимметричным закреплением. Дви-
жение жидкости описывалось уравнением (2).
Принималось, что в пределах очень малого време-
ни оболочка возбуждалась пульсациями, а обра-
тное воздействие на пульсирующую сферическую
полость не учитывалось. Не учитывалось также
излучение оболочки во внешнюю среду. Поэтому
результаты указанных работ также справедливы
в пределах того же малого времени, соответству-
ющего четырем пульсациям.
ВЫВОДЫ
Представлен алгоритм, позволяющий рассчи-
тывать пульсации сферически симметричной га-
зовой полости при малом начальном времени с
использованием эйлерова способа описания тече-
ния жидкости на неподвижной сетке, но с учётом
конечной деформации границы раздела газовой
полости и окружающей её жидкости. Проведен
сравнительный анализ влияния линейной и нели-
нейной постановок задачи на результаты иссле-
дования динамики газовой полости и ее взаимо-
действия с жидкостью. Показано, что даже при
малых энергиях (0.001 Дж), вводимых в полость,
погрешность вычислений характеристик её пуль-
саций в линейной постановке на порядок больше,
чем в нелинейной постановке, когда погрешность
вычисления не превышает 5 %.
В дальнейшем в связи с этим необходимо пред-
ставить общую постановку задачи и на основе со-
ответствующих оценок показать малость неучи-
тываемых эффектов, а общую задачу гидроупру-
гости решать разложением по собственным фун-
кциям.
1. Бреховских Л. М., Гончаров В. В. Введение в ме-
ханику сплошных сред.– М.: Наука, 1982.– 337 с.
2. Brennen C. E. Cavitation and bubble dynamics.– N.-
Y.: Oxford University Press, 1995.– 294 p.
3. Наугольных К. А., Рой Н. А. Электрические ра-
зряды в воде.– М.: Наука, 1977.– 151 с.
4. Каменская Л. А., Косенков В. М. Расчет расшире-
ния канала электрического разряда в жидкости,
описываемой в потенциальном приближении //
Акуст. вiсн.– 2001.– 4, № 2.– С. 47–52.
5. Косенков В. М., Кускова Н. И. Развитие пробоя в
воде // ЖТФ.– 1987.– 57, № 10.– С. 2017–2020.
6. Ахатов И. Ш., Вахитова Н. К., Топольников А. С.
Динамика пузырька в жидкости при воздействии
лазерного импульса // ПМТФ.– 2002.– 43, № 1.–
С. 52–59.
А. В. Шептилевский, И. Т. Селезов, В. М. Косенков 77
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2015. Том 17, N 2. С. 73 – 78
7. Орленко Л. П. Физика взрыва и удара: учебное
пособие для вузов.– М.: Физматлит, 2006.– 404 с.
8. Шептилевский А. В., Селезов И. Т., Косенков
В. М. Трехмерная модель гидроупругой системы,
ограниченной сферической оболочкой // Мат. ме-
тоди та фiз.-мех. поля.– 2012.– 55, № 1.– С. 159–
167.
9. Красильников В. А., Крылов В. В. Введение в фи-
зическую акустику.– М.: Наука, 1987.– 400 с.
10. Нигматулин Р. И. Динамика многофазных сред.
Ч.1.– М.: Наука, 1987.– 464 с.
11. Акуличев В. А. Пульсации кавитационных поло-
стей // Мощные ультразвуковые поля. Под ред.
Л. Д. Розенберга., – М., Наука, 1968. – С. 129–167.
12. Оганян Г. Г. Нелинейные свободные пульсации
газового пузырька в несжимаемой жидкости //
Известия нац. академии наук Армении. – 2006. –
№ 2. – С. 62 – 71.
13. Смирнов Н. Н., Никитин В. Ф. Влияние геоме-
трии канала и температуры смеси на переход го-
рения в детонацию в газах // Физика горения и
взрыва. – 2004. – № 2. – С. 68–83.
14. Stockie J. M., MacKenzie J. A., Russell R. D. A
moving mesh method for one-dimensional hyperbolic
conservation laws // SIAM Journal on Scientific
Computing: SISC.– 2001.– 22, N 5.– P. 1791–1813.
15. Накоряков В. Е., Покусаев Б. Г., Шрейбер
И. Р. Волновая динамика газо- и парожидкостных
сред.– М.: Энергоатомиздат, 1990.– 248 с.
16. Сташкевич А. П. Акустика моря.– Л.: Судострое-
ние, 1966.– 350 с.
17. Durst F. Fluid mechanics: an introduction to the
theory of fluid flows.– Berlin: Springer, 2008.– 723 p.
18. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа.– М.:
Наука, 1973.– 848 с.
19. Connor J. J., Brebbia C. A. Finite element
techniques for fluid flow. – Newnes– Butterworth,
London/Boston, 1976. Русский перевод: Коннор
Дж., Бреббиа К. Метод конечных элементов в ме-
ханике жидкости. – Л.: Судостроение, 1979. – 264 с.
20. Бахвалов Н. С. Численные методы.– М.: Лабора-
тория Базовых Знаний, 2006.– 640 с.
21. Atkinson K., Han W. Finite difference method //
Theoretical Numerical Analysis. – 2009. – 39. – P.
253–275.
22. Шептилевский А. В. Динамика пульсаций газовой
полости в сжимаемой жидкости в результате эле-
ктроразрядного ввода энергии // Электронная об-
работка материалов.– 2013.– 49, N 4.– С. 94–99.
23. Шептилевский А. В., Косенков В. М. Пульсации
сферической оболочки с жидкостью при вводе
энергии в центре // Прикладная гидромеханика.–
2014.– 16, N 1.– С. 70–77.
24. Шептилевский А. В., Косенков В. М., Селезов
И. Т. Трехмерная модель гидроупругой системы,
ограниченной сферической оболочкой // Мат. ме-
тоды и физико-механ. поля.– 2012.– 55, N 1.–
С. 159–167.
25. Шептилевский А. В., Селезов И. Т., Косенков
В. М. Математическая модель динамической сис-
темы пузырек-жидкость-сферическая оболочка //
9-ая Междунар. научная конференция “Импуль-
сные процессы в механике сплошных сред”, 2011,
Николаев. – С. 29–32.
26. Шептилевский А. В., Селезов И. Т., Косенков
В. М. Гидроупругие колебания сферической обо-
лочки, заполненной жидкостью // Геотехническая
механика. – 2012. – Вып. 98. – С. 232–238.
27. Шептилевский А. В., Селезов И. Т., Косенков
В. М. Динамическое контактное взаимодействие
упругой сферической оболочки и заполняющей
ее жидкости с учетом кавитации // Прикладная
гидромеханика.– 2013.– 15, N 2.– С. 73–84.
78 А. В. Шептилевский, И. Т. Селезов, В. М. Косенков
|