Динамічні характеристики ідеальної стисливої рідини, що збуджується сферичним сегментом у циліндричній порожнині
Сферичний сегмент в циліндричній порожнині зі стисливою рідиною
DOI:
https://doi.org/10.17721/1812-5409.2025/1.9Ключові слова:
циліндрична порожнина, стислива рідина, сферичний сегмент, гідродинамічні параметриАнотація
Представлено розв'язання осесиметричної задачі визначення потенціалу швидкостей ідеальної стисливої рідини у нескінченній круговій циліндричній порожнині зі сферичним сегментом, що вібрує за заданим законом. Розв'язок задачі побудовано на принципі суперпозиції потенціальних функцій, на перерозвиненні частинних розв'язків рівняння Гельмгольца, записаного в циліндричних (сферичних) координатах, по сферичних (циліндричних) хвильових функціях відповідно, що дало можливість, застосувавши також теореми додавання циліндричних функцій, представити повний потенціал швидкостей рідини як у сферичній, так і в циліндричній системах координат. Задовольняючи граничним умовам на поверхні сферичного сегмента та на циліндричній поверхні, задачу зведено до розв'язання нескінченної системи алгебраїчних рівнянь для коефіцієнтів розвинення сферичних і циліндричних складових шуканих потенціалів. Числові експерименти дають змогу виявити так звані резонансоподібні частоти, за яких гідродинамічні параметри суттєво збільшуються. Результати роботи можуть бути використані під час проєктування акустичних датчиків і решіток на основі сферичних ковпачків.
Посилання
Zhuk, O. P., Guz, O. M., & Zhuk, Ya. O. (2023). Radiation forces of acoustic field in liquid with inclusions. Aliiant [іn Ukrainian].
Kubenko, V. D., & Yanchevskyi, I. V. (2024). Acoustic waves diffraction on systems of heterogeneous bodies. Polytechnic [іn Ukrainian].
Doinikov, A. A. (2005) Bubble and Particle Dynamics in Acoustic Fields: Modern Trends and Applications. Research Signpost.
Xia J., Huang H., Zhang C., & Li Q. (2018). Analysis on acoustic directivity of spherical cap transducers. Acta Acustica, 43, 592–599.
Liang, X.-X., Linz, N., Freidank, S., Paltauf, G., & Vogel, A. (2022). Comprehensive analysis of spherical bubble oscillations and shock wave emission in laser-induced cavitation. Journal of Fluid Mechanics, 940, A5.
Rezunenko, V. A. (2009). Diffraction of a plane acoustic wave on a sphere with a circular hole. Bulletin of V. N. Karazin Kharkiv National University. Series: Mathematics, Applied Mathematics and Mechanics, 850, 71–77 [In Russian].
Rezunenko, V. A. (2016). A sphere composed of soft and rigid circular segments in the field of a plane acoustic wave. Visnyk of V. N. Karazin Kharkiv National University. Series: Radiophysics and Electronics, 25, 58–65 [In Russian].
Kubenko, V. D., & Savin, V. A. (1995). Determination of the dynamic characteristics of an ideal incompressible liquid excited by a spherical segment in a cylindrical cavity. International Applied Mechanics, 31, 567–574.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Veniamin Kubenko, Ihor Yanchevskyi, Oleksandr Ostos
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, роботи яких публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
- Автори зберігають авторські права та надають журналу право на першу публікацію роботи, яка одночасно ліцензується згідно із Creative Commons Attribution License, тобто надається дозвіл іншим ділитися роботою з визнанням авторства роботи та першої публікації в цьому журналі.
- Автори можуть укладати окремі додаткові угоди щодо невиключного розповсюдження опублікованої журналом версії роботи (наприклад, розмістити її у репозитарії наукової установи чи опублікувати у книзі) з підтвердженням її початкової публікації у цьому журналі.
- Дозволяється та заохочується розміщення своїх робіт в мережі Інтернет авторами (наприклад, у репозитаріях наукових установ або на особистих веб-сторінках) до та під час процесу подання, оскільки це може призвести до продуктивного обміну, а також до більш ранніх цитувань опублікованої роботи та їх більшої кількості (див. The Effect of Open Access).
