КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 22-71-00081
НазваниеВибрационное управление поведением гетерогенной гидродинамической системы
Руководитель Власова Ольга Андреевна, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет" , Пермский край
Конкурс №70 - Конкурс 2022 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 01 - Математика, информатика и науки о системах; 01-311 - Гидромеханика многофазных сред
Ключевые слова вибрации, вязкая жидкость, пограничный слой, подъемная сила, фазовое включение в жидкости, структуры течения, очистка
Код ГРНТИ30.17.23
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Настоящий проект направлен на изучение влияния внешнего осциллирующего воздействия на поведение вращающейся гидродинамической системы, содержащей свободные фазовые включения. В рамках реализации проекта планируется систематическое исследование динамики твердых фазовых включений в форме цилиндров в полости, заполненной вязкой жидкостью и совершающей неравномерное (модулированное) вращение. Отметим, что плотность включений близка к плотности жидкости, а их количество в системе варьируется. Обозначенная проблема является новой и содержит в себе несколько задач, требующих детального и всестороннего рассмотрения. Первая задача состоит в подробном изучении динамики фазовых включений, определении траектории их движения, характера взаимодействия друг с другом и со стенкой полости. Внимание будет уделено предельным случаям высоких и низких безразмерных частот, когда толщина вязкого пограничного слоя мала и велика по сравнению с характерным размером включений. Отметим, что в силу малой разности плотностей тела и жидкости динамика включения будет определяться только вязким взаимодействием со стенкой. Вторая задача заключается в исследовании структуры течения жидкости, на динамику которой влияет характер движения системы и присутствие свободных фазовых включений. В настоящее время подобные задачи вибрационной гидромеханики привлекают внимание многих ученых и активно исследуются в связи с их распространенностью в природе и в технологических процессах. Научный коллектив, в котором состоит автор проекта, имеет обширный опыт экспериментального исследования и теоретического описания вибрационных задач и имеет приоритетные работы в этом направлении. Основой проекта будут являться эффекты вибрационного характера, обнаруженные в ходе выполнения руководителем проектов РФФИ 18-31-00363 (успешно завершен) и Гранта Президента РФ МК-4536.2021.1.1 (успешно завершен 1 год, продлен на 2022г.). Один из них - это действие осредненной подъемной силы на фазовое включение осциллирующее в жидкости вблизи твердой границы. В результате действия подъемной силы включение переходит на некоторое расстояние от стенки, продолжая совершать свободные колебания в жидкости. Проявление действия осредненной подъемной силы на фазовые включения ожидается и в рассматриваемой в настоящем проекте задаче, однако наличие в системе не одиночного включения, а группы включений усложнит динамику системы. Другим проявлением влияния осцилляций на гидродинамическую систему являются осредненные потоки жидкости, генерируемые боковыми стенками и торцами полости, а также осциллирующими фазовыми включениями (см. файл в приложении). Оба направления рассматриваемой задачи являются актуальными, результаты их исследования имеют значение для развития фундаментальной науки и могут найти практическое применение в оптимизации технологических процессов. Вибрационное воздействие на вращающуюся гидродинамическую систему может найти применение в качестве метода управления распределением фазовых включений в ней (например, при транспортировке жидкостей, содержащих примеси), а также метода управления движением жидкости в замкнутом контейнере, интенсификации массо- и теплопереноса в ней, что актуально для химического и биотехнологического производства (например, мягкое перемешивание суспензии).
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ