Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Колебания вязкой трехслойной жидкости в неподвижном баке

Опубликовано: 05.07.2019

Авторы: Вин Ко Ко, Темнов А.Н.

Опубликовано в выпуске: #7(91)/2019

DOI: 10.18698/2308-6033-2019-7-1895

Раздел: Механика | Рубрика: Механика жидкости, газа и плазмы

Исследованы колебания трехслойной вязкой жидкости, приведена постановка задачи о свободных колебаниях вязкой жидкости, определены собственные частоты и коэффициенты затухания колебаний вязкой трехслойной жидкости в сосуде цилиндрической формы с использованием метода пограничного слоя и механического аналога. Колебания трехслойной вязкой жидкости рассмотрены как совместные колебания двух парциальных гидродинамических систем, одна из которых соответствует колебаниям верхней и средней жидкостей, а другая — колебаниям средней и нижней жидкостей. Определены коэффициенты вязкого сопротивления в парциальных гидродинамических системах двухслойной вязкой жидкости.
С использованием механического аналога колебаний трехслойной жидкости выведено характеристическое уравнение для определения собственных частот исследуемой гидродинамической системы. Приведены расчетные зависимости собственных частот и коэффициентов затухания колебаний поверхностей раздела жидкостей от высоты среднего слоя и плотности верхней жидкости. Выполнен сравнительный анализ теоретических расчетов с результатами, полученными другими авторами, и с данными экспериментальных исследований. Приведены результаты экспериментальных исследований колебаний трехслойной жидкости в неподвижном цилиндрическом баке.


Литература
[1] Черноусько Ф.Л. Движение твердого тела с полостями, содержащими вязкую жидкость. Москва, ВЦ АН СССР, 1968, 232 с.
[2] Пожалостин А.А., Гончаров Д.А. Свободные осесимметричные колебания двухслойной жидкости с упругим разделителем между слоями при наличии сил поверхностного натяжения. Инженерный журнал: наука и инновация, 2013, вып. 12. DOI: 10.18698/2308-6033-2013-12-1147
[3] Цветков Д.О. Малые движения вязкой стратифицированной жидкости. Межведомственный научный сборник «Динамические системы», 2007, вып. 22, с. 73–82.
[4] Моисеев Г.А. Движение твердого тела, имеющего полость, целиком заполненную двумя несмешивающимися жидкостями. В кн.: Математическая физика. Сб. ст. Киев, Наукова думка, 1972, вып. 12, с. 66–73.
[5] Копачевский Н.Д., Темнов А.Н. Свободные колебания вязкой стратифицированной жидкости в сосуде. Деп. в ВИНИТИ. Москва, 1983, № 4531-83 ДЕП, 45 с.
[6] Ганичев А.И., Качура В.П., Темнов А.Н. Малые колебания двух несмешивающихся жидкостей в подвижном цилиндрическом сосуде. В кн.: Колебания упругих конструкций с жидкостью. Сб. науч. докл. Суверенев В.Г., ред. Новосибирск, НЭТИ, 1974, c. 82–88.
[7] Sekerzh-Zen’kovich S.Ya. The free oscillations of a viscous two-layer fluid in a closed vessel. Journal of Applied Mathematics and Mechanics, 1990, vol. 54, no. 1, pp. 39–45.
[8] Чашечкин Ю.Д. Дифференциальная механика жидкостей: согласованные аналитические, численные и лабораторные модели стратифицированных течений. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2014, № 6 (57), с. 67–95.
[9] Калиниченко В.А., Секерж-Зенькович С.Я., Тимофеев А.С. Экспериментальное исследование поля скоростей параметрически возбуждаемых волн в двухслойной жидкости. Изв. АН СССР. МЖГ, 1991, № 5, с. 161–166.
[10] Harrison W.J. The influence of viscosity on the oscillations of superposed fluids. Proc. London math. Soc., 1908, vol. 6-2, no. 1, pp. 396–405.
[11] Thorpe S.A. On standing internal gravity waves of finite amplitude. J. Fluid Mech., 1968, vol. 32, no. 3, pp. 489–528.
[12] Сретенский Л.Н. Теория волновых движений жидкости. Москва, Наука, 1977, 815 с.
[13] Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. VI: Гидродинамика. Москва, Наука, 1986. 735 с.
[14] Вин Ко Ко, Темнов А.Н. Колебания дискретно-стратифицированных жидкостей в цилиндрическом сосуде и их механические аналоги. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2016, № 3, с. 57–69.
[15] Вин Ко Ко, Темнов А.Н. Экспериментальное и теоретическое исследования колебаний твердого тела со слоистой жидкостью. Инженерный журнал: наука и инновации, 2018, вып. 4. DOI: 10.18698/2308-6033-2018-4-1752