http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/699 2026-04-17T23:27:57Z 2026-04-17T23:27:57Z Воскобойник, В.А. Гринченко, В.Т. Макаренков, А.П. http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/1087 2008-10-15T15:25:34Z 2002-01-01T00:00:00Z

Псевдозвук за препятствием на продольно обтекаемом цилиндре Воскобойник, В.А.; Гринченко, В.Т.; Макаренков, А.П. Экспериментально исследованы псевдозвуковые пульсации пристеночного давления за кольцевым препятствием на продольно обтекаемом гибком протяженном цилиндре. Получены интегральные и спектральные статистические характеристики поля пульсаций давления за препятствием, изучено его влияние на структуру турбулентного пограничного слоя. Установка препятствия во внутреннюю область пограничного слоя изменяет структуру всего пограничного слоя. С ростом диаметра препятствия интенсивность пульсаций пристеночного давления возрастает. Максимальные значения интенсивности наблюдаются в ближнем следе препятствия. На расстояниях, превышающих 100 диаметров препятствия, турбулентный пограничный слой восстанавливается. Увеличение диаметра препятствия и скорости обтекания приводит к росту низкочастотных спектральных составляющих пульсаций давления и ослаблению высокочастотных, по сравнению с пограничным слоем на гидравлически гладком цилиндре. Турбулентный пограничный слой за препятствием насыщается крупномасштабными вихревыми структурами. Максимальный вклад в энергию поля пульсаций псевдозвукового давления вносят те вихри, срывающиеся с поперечно обтекаемого препятствия, для которых частота соответствует числу Струхаля Sh≈0.1. Для докризисного режима отрывного обтекания кольцевого препятствия число Струхаля изменяется обратно пропорционально числу Рейнольдса.; Експериментально дослiдженi псевдозвуковi пульсацiї пристiнного тиску за кiльцевою перешкодою на гнучкому видовженому цилiндрi, який обтiкається повздовжньою течiєю. Отриманi iнтегральнi й спектральнi статистичнi характеристики поля пульсацiй тиску за перешкодою, вивчений її вплив на структуру турбулентного примежевого шару. Розмiщення перешкоди у внутрiшню область примежевого шару змiнює структуру всього примежевого шару. При зростаннi дiаметра перешкоди iнтенсивнiсть пульсацiй пристiнного тиску зростає. Максимальне значення iнтенсивностi спостерiгається у ближньому слiдi перешкоди. На вiдстанях, що перевищують 100 дiаметрiв перешкоди, турбулентний примежевий шар вiдновлюється. Збiльшення дiаметра перешкоди й швидкостi обтiкання призводить до зростання низькочастотних спектральних складових пульсацiй тиску й ослаблення високочастотних, у порiвняннi з примежевим шаром на гiдравлiчно гладкому цилiндрi. Турбулентний примежевий шар за перешкодою насичується великомасштабними вихровими структурами. Максимальний внесок в енергiю поля пульсацiй псевдозвукового тиску вносять тi вихори, що зриваються з перешкоди при поперечному її обтiканнi, для котрих частота вiдповiдає числу Струхаля Sh≈0.1. Для докризового режиму вiдривного обтiкання кiльцевої перешкоди число Струхаля змiнюється обернено пропорцiйно до числа Рейнольдса.; Pseudo-sonic fluctuations of the wall pressure behind a ring-type obstacle on longitudinally streamlined flexible extended cylinder are experimentally investigated. Integral and spectral statistical characteristics of a fluctuating pressure field behing the obstacle are obtained and its influence on structure of turbulent boundary layer is investigated. Installation of the obstacle in the internal area of the boundary layer changes total structure of the boundary layer. The intensity of the wall pressure fluctuations increases with the insrease of diameter of the obstacle. The maximal values of intensity are observed in the near wake of the obstacle. At distances exceeding 100 diameters of the obstacle the turbulent boundary layer becomes restored. An increase of diameter of the obstacle and the flow velocity results in growth of the low-frequency spectral components of the pressure fluctuations and decay of the high-frequency components, when comparing with a boundary layer on hydraulically smooth cylinder. The turbulent boundary layer behind the obstacle is saturated with the large-scale vortical structures. The maximal contribution to energy of the field of pseudo-sonic pressure fluctuations is done by the vortices shedding from the cross-flowed obstacle, which frequencies correspond to the Strouhal number Sh≈0.1. For pre-crisis regime of the separation flows on the ring obstacle the Strouhal number changes inversely to the Reynolds number.

2002-01-01T00:00:00Z Тимоха, А.Н. http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/920 2008-10-15T15:27:21Z 2002-01-01T00:00:00Z

Планиметрия виброравновесий при малых волновых числах Тимоха, А.Н. Для случая двумерных потенциальных течений проанализированы усредненные во времени геометрические конфигурации (виброравновесия) ограниченного объема идеальной жидкости, находящейся в прямоугольном сосуде, совершающем высокочастотные поступательные вибрации. В исследованиях использованы концепция квазипотенциальной энергии и предположение о малости волновых чисел. Указаны частные точные аналитические решения. Исследование общего случая базируется на прямой численной минимизации функционала квазипотенциальной энергии. Для решения вспомогательной задачи о волновой функции, являющейся ограничением-связью, построена модификация метода Нистрема-Кресса. Теоретически описаны экспериментальные феномены ``сплющивания'' и вибростабилизации свободной поверхности жидкости, а также ``переворота'' (``переориентации'' жидкости, ее локализацию около одной из вертикальных стенок) и ``провала'' (равномерного растекания жидкости между стенками с образованием ``каверны'' в центре), проявляющиеся при горизонтальных вибрациях сосуда. Обсуждаются результаты расчетов виброравновесий для условий земной гравитации (больших чисел Бонда) и полной невесомости (отсутствия массовых сил). Указано на многозначность решения и зависимость виброравновесия от переходных процессов. Подтверждено теоретически, что эффект ``переворота'' более вероятен для малых глубин, в то время как ``провал'' характерен для немалых глубин жидкости. Получены первые теоретические результаты, описывающие ``сплющивание'' и вибростабилизацию висящей капли на вибрирующей пластинке, в том числе и для случая пренебрежимо малого поверхностного натяжения (больших чисел Бонда).; Для випадку двовимірних потенціальних течій проаналізовані осереднені за часом геометричні конфігурації (вівброрівноваги) обмеженого об'єму ідеальної рідини, яка знаходиться в прямокутній посудині, що здійснює високочастотні поступальні вібрації. У дослідженнях використано концепцію квазіпотенціальної енергії й припущення про малість хвильових чисел. Вказано часткові точні аналітичні рішення. Дослідження загального випадку базується на прямій чисельній мінімізації функціонала квазіпотенціальної енергії. Для розв'язку допоміжної задачі про хвильову функцію, яка є обмеженням-зв'язком, побудовано модифікацію методу Ністрема-Креса. Теоретично описано експериментальні феномени ``сплющування'' й вібростабілізації вільної поверхні рідини, а також ``перевороту'' (``переорієнтації'' рідини, її локалізацію біля однієї з вертикальних стінок) і ``провалу'' (рівномірного розтікання рідини між стінками з утворенням ``каверни'' у центрі), які проявляються при горизонтальних вібраціях посудини. Обговорюються результати розрахунків віброрівноваг для умов земної гравітації (великих чисел Бонда) і повної невагомості (відсутності масових сил). Вказано на багатозначність розв'язку й залежність віброрівноваги від перехідних процесів. Підтверджено теоретично, що ефект ``перевороту'' більш ймовірний для малих глибин, у той час як ``провал'' є характерним для немалих глибин рідини. Отримано перші теоретичні результати, що описують ``сплющування'' й вібростабілізацію висячої краплі на вібруючій пластинці, у тому числі і для випадку, коли поверхневим натягом можна знехтувати (великі числа Бонда).; For case of two-dimensional potential flows, time-averaged geometrical configurations (vibroequilibria) of limited volume of ideal liquid in a rectangular vessel, showing high-frequency forwards vibrations, are analysed. A concept of quasipotential energy and supposition of smallness of the wave numbers is used. Particular exact analytical solutions are stated. The study of a general case is based on straight numeral minimization of a functional of quasipotential energy. Auxiliary boundary problem on the wave function, being a limitation-tie, is solved by modified Nystrom-Kress method. Theoretical description is given for experimental phenomena of ``flattening'' and vibrostabilization of free liquid surface, ``overturn'' (``reorientation'' of the liquid, its localization near one of vertical walls) and ``dip'' (even spreading of the liquid between the walls with a ``cavity'' forming in the center), that occur under horizontal vibrations of the vessel. Numerical results for vibroequilibria under conditions of the Earth gravitation (large Bond's numbers) and zero-gravity (lack of mass forces) are discussed. Non-uniqueness of solution and dependence of vibroequilibrium on transitional processes are stated. It is confirmed theoretically that an ``overturn'' is more probable for small depths, while a ``dip'' is typical for non-small depths of the liquid. Preliminary theoretical results, describing the '' flattening'' and vibrostabilization of a drop hanging on vibrating plate are obtained, including the case of negligibly small surface-tension (large Bond's numbers).

2002-01-01T00:00:00Z Олийнык, В.Н. http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/919 2008-10-15T15:27:00Z 2002-01-01T00:00:00Z

Акустические свойства слоя на жестком основании при локальном вибровозбуждении Олийнык, В.Н. Методом частичных областей решена задача о локальном вибровозбуждении плоскопараллельного слоя акустической среды, лежащего на абсолютно жестком основании. В качестве источника вибрации выступал приложенный к свободной поверхности слоя круглый жесткий поршень, совершающий гармонические колебания с заданной нормальной скоростью. Такая система предложена в качестве механической модели контактного взаимодействия поверхностных мягких биотканей грудной клетки человека с кинематическими датчиками, применяемыми в медицине и биофизических исследованиях. При этом возможность распространения в тканях поперечных волн игнорировалась. При проведении численного анализа основное внимание было уделено расчету частотных зависимостей импеданса излучения поршня в диапазоне, соответствующем слышимому звуку. Знание этой характеристики необходимо для прогнозирования искажений, вносимых присутствием датчика в колебания грудной клетки в зоне контакта. Полученные результаты свидетельствуют о том, что, пренебрегая распространением поперечных волн, невозможно адекватно смоделировать контактное взаимодействие вибратора (датчика) с биотканью.; Методом часткових областей розв'язано задачу про локальне віброзбудження плоскопаралельного шару акустичного середовища, який лежить на абсолютно жорсткій основі. За джерело вібрації правив прикладений до вільної поверхні шару круглий жорсткий поршень, який здійснює гармонічні коливання із заданою нормальною швидкістю. Таку систему запропоновано як механічну модель контактної взаємодії поверхневих м'яких біотканин грудної клітки людини з кінематичними сенсорами, які застосовуються у медицині й біофізичних дослідженнях. При цьому можливість розповсюдження в тканинах поперечних хвиль ігнорувалась. При проведенні чисельного аналізу основну увагу було приділено розрахунку частотних залежностей імпедансу випромінювання поршня в діапазоні, який відповідає чутному звуку. Знання цієї характеристики необхідне для прогнозування спотворень, які вносяться присутністю сенсора у коливання грудної клітки в зоні контакту. Одержані результати свідчать про те, що, нехтуючи можливістю розповсюдження поперечних хвиль, неможливо адекватно змоделювати контактну взаємодію вібратора (сенсора) з біотканиною.; A problem on local vibrational excitation of a plane-parallel layer of acoustical medium, which is situated on absolutely rigid foundation is solved by the method of partial domains. A circular piston attached to a free surface of the layer and harmonically oscillating with a given normal velocity was considered as a source of vibration. Such system was offered as the mechanical model of a contact interaction between the surface soft tissues of human thorax and a kinematic sensor, like the one used in medicine and biophysical researches. At the same time the possibility of propagation of the transverse waves in the tissues was ignored. When conducting the numerical analysis the main attention was paid to calculating the frequency dependencies of piston's radiation impedance in range corresponding to audible sound. This characteristic is necessary to be known to forecast the distortions introduced by presence of a sensor in vibration of the thorax in a contact zone. Obtained results give evidence that when neglecting the possibility of propagation of the transverse waves it is impossible to simulate properly a contact interaction between the vibrator (sensor) and the biotissue.

2002-01-01T00:00:00Z Борисюк, А.О. http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/918 2008-10-15T15:25:15Z 2002-01-01T00:00:00Z

Експериментальне дослідження пристінного тиску в трубі за стенозом Борисюк, А.О. Вивчено поле пульсацій пристінного тиску в трубі за стенотичним звуженням. Виявлено різке зростання тиску в скінченній області відразу за стенозом і наявність чіткого максимуму перед точкою приєднання відривної течії. Отримано наближені оцінки для відстані від стенозу до точки максимуму тиску та значення самого тиску в цій точці. Вивчення поведінки частотного спектра пульсацій тиску дозволило виявити в ньому низькочастотні максимуми. Встановлено, що вони визначаються відповідними великомасштабними вихорами в регіонах відривної та приєднаної течії, а їхні частоти - характерними частотами формування цих вихорів. Виявлені максимуми є основною відмінністю досліджуваного спектра від спектра пульсацій пристінного тиску, який характерний для повністю розвиненої турбулентної течії в трубі.; Изучено поле пульсаций пристенного давления в трубе за стенотическим сужением. Выявлен резкий рост давления в конечной области сразу за стенозом и наличие четкого максимума перед точкой присоединения отрывного течения. Получены приближенные оценки для расстояния от стеноза до точки максимума давления и значения самого давления в этой точке. Изучение поведения частотного спектра пульсаций давления позволило выявить в нем низкочастотные максимумы. Установлено, что они определяются соответствующими крупномасштабными вихрями в регионах отрывного и присоединенного течения, а их частоты - характерными частотами формирования этих вихрей. Выявленные максимумы являются основным отличием исследуемого спектра от спектра пульсаций пристеночного давления, характерного для полностью развитого турбулентного течения в трубе.; Wall pressure in a pipe behind a stenotic narrowing is studied. Sharp increase of pressure in a finite region immediately downstream the stenosis and presence of pronounced pressure maximum upstream the point of re-attachment of separated flow was found. Approximate estimates both for the distance from a stenosis to the point of maximum pressure and the pressure magnitude at this point were obtained. Study of the wall pressure power spectrum allowed to discover low-frequency maxima. They were found to be determined by the appropriate large-scale eddies in the regions of separated and re-attached flow, and their frequencies are close to the characteristic frequencies of the eddies' formation. These maxima are the main distinguishing features of the spectrum under investigation compared to the wall pressure fluctuation spectrum in a fully-developed turbulent pipe flow.

2002-01-01T00:00:00Z