Плоска хвиля в нескінченній циліндричній порожнині з рідиною, що містить два твердих сферичних тіла
DOI:
https://doi.org/10.17721/1812-5409.2024/1.13Ключові слова:
циліндрична порожнина, стислива рідина, плоска акустична хвиля, тверді куліАнотація
Представлено аналітико-чисельний метод розв’язання стаціонарної задачі визначення гідроакустичних характеристик рідини в циліндричній порожнині, на осі якої розташовані два твердих сферичних тіла. Вважається, що уздовж осі порожнини поширюється плоска хвиля заданої частоти та амплітуди. З використанням принципу суперпозиції, методу поділу змінних, трансляційних теорем додавання для спеціальних функцій, задача зведена до нескінченної системи алгебричних рівнянь, розв’язок якої отримано методом усічення. Розробленим методом обчислені гідродинамічні характеристики механічної системи залежно від частоти хвилі і її геометричних параметрів і діючі на сферичні тіла акустичні радіаційні сили. Проведені чисельні експерименти показали, що у порівнянні з одиничним сферичним тілом на осі порожнини розглянута механічна система має більший перелік «умовно резонансних» частот, при яких акустичні характеристики можуть перевершувати амплітуду падаючої хвилі на декілька порядків. На цих частотах функція радіаційної сили також приймає максимальне значення, при чому за рахунок зміни частоти тіла можуть як віддалятися, так і рухатися назустріч одна одній. Основний вплив на амплітудні значення гідродинамічних параметрів надає відбиті від циліндричної границі акустичні хвилі. Отримані результати представляють узагальнення методів розвʼязання задач про взаємодію плоскої гармонічної хвилі з твердими сферичними включеннями на осі нескінченної або напівнескінченної циліндричної порожнини.
Посилання
Zhuk, O.P., Guz, O.M. & Zhuk, Ya.O. (2023) Radiatsiini syly akustychnoho polia v ridyni z vkliuchenniamy. Aliiant.
Kubenko, V.D., Yanchevs’kyi, I.V., Zhuk, Ya.O. [et al.] (2023). Hydrodynamic Characteristics of a Plane Wave Interacting with a Spherical Body in a Semi-Infinite Cylindrical Cavity Filled with a Compressible Fluid. Int Appl Mech., 59, 131–144. https://doi.org/10.1007/s10778-023-01207-z
Kubenko, V.D., & Yanchevs’kyi, I.V. Diffraction Field and Radiation Force for a Liquid Bubble in a Dissimilar Fluid in an Infinite Cylindrical Cavity. Int Appl Mech., 59, 257–269 (2023). https://doi.org/10.1007/s10778-023-01218-w
Shi, J., Li, Sh. Deng, Yu. [et al.] (2020). Analysis of acoustic radiation force on a rigid sphere in a fluid-filled cylindrical cavity with an abruptly changed cross-section. J. Acoust. Soc. Am., 147(1), 516–524. https://doi.org/10.1121/10.0000603
Simon, G. Andrade, M.A.B., Desmulliez, M.P.Y. [et al.] (2019). Numerical determination of the secondary acoustic radiation force on a small sphere in a plane standing wave field. Micromachines. 10(431). https://doi.org/10.3390/mi10070431
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Veniamin Kubenko, Ihor Yanchevskyi
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).
