Неустойчивость струи воды: аэродинамически возбуждаемые акустические и капиллярные волныстатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 24 января 2020 г.
Аннотация:Технология резания высокоскоростной струей воды имеет важные применения в промышленности. Для повышения эффективности резания необходимо иметь теорию, описывающую струю в начале развития нестабильности. Изучена неустойчивость струи воды, истекающей через сопло в окружающий воздух. Учтены капиллярные силы и сжимаемость жидкости из-за газовых пузырей, поскольку эти факторы оказались существенными в проведенных ранее экспериментах. Выведено новое дисперсионное уравнение, обобщающее аналогичное уравнение Рэлея. Показано, как развивается неустойчивость, вызванная аэродинамическими силами, которые появляются при обтекании исходного возмущения равновесной формы поперечного сечения струи и как нарастает неустойчивость с повышением концентрации газовых пузырьков. Показано также, как резонансные явления приводят к сильной неустойчивости. На основе данных теоретических выводов рекомендованы условия для устойчивой работы устройства.