Разработка вибрационных методов управления твердофазными включениями в вязкой жидкости

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 18-71-00122

НазваниеРазработка вибрационных методов управления твердофазными включениями в вязкой жидкости

Руководитель Щипицын Виталий Дмитриевич, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет" , Пермский край

Конкурс №29 - Конкурс 2018 года по мероприятию «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 гетерогенные системы, вибрации, вибрационная гидромеханика, подъемная сила, разделение, очистка, эксперимент

Код ГРНТИ30.17.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Исследование направлено на разработку вибрационных методов управления твердыми включениями в вязкой жидкости. В рамках выполнения Проекта планируется провести детальное экспериментальное и теоретическое исследование вибрационной динамики твердых одиночных и множественных включений различной формы в полостях, заполненных вязкой несжимаемой жидкостью и совершающих вибрации различного типа (поступательные, комбинированные поступательно-вращательные и вращательные). В основу Проекта предлагается положить новые вибрационные явления, обнаруженные в ходе выполнения успешно завершенного к настоящему моменту проекта «РФФИ №16-31-00201(мол_а)» – генерацию осредненной подъемной силы, действующей в переменных силовых полях на твердые включения в вязкой жидкости и приводящей к отталкиванию тел от твердой границы полости и их перемещению. Эксперименты проводились с одиночными твердыми включениями в форме кругового цилиндра и плоской пластины при поступательных вибрациях. Коллективу исследователей, в котором работает автор Проекта, принадлежат приоритетные работы в этом новом научном направлении. В частности, разработанная авторами Проекта методика вибрационного подвеса тела в поле силы тяжести, является абсолютно оригинальной и не имеет аналогов в научной практике. Предполагается, положив описанные выше явления и методики в основу заявленного Исследования, продолжить систематическое экспериментальное и теоретическое изучение действия осциллирующих силовых полей (связанных с вибрациями различного типа) на поведение двухфазных систем «жидкость – твердое тело» в вибрирующих полостях. Планируется выполнить детальное исследование вибрационной динамики твердых тел различной формы и геометрии, таких как круговые и эллиптические цилиндры, сферы, эллипсоиды вращения и др. Будет изучено поведение как одиночных, так и множественных твердых включений. В случае нескольких тел, помимо взаимодействия со стеками полости, будут изучены особенности взаимодействия тел друг с другом. При проведении Исследования, наряду с осциллирующим движением, особое внимание будет уделено осредненным эффектам, возбуждаемым в результате колебаний тел в жидкости. В частности, изучению вибрационной подъемной силы, действующей на твердые включения в непосредственной близости от твердых границ. Данное направление Исследований является новым и представляет большой интерес как с точки зрения развития фундаментальной науки, так и в прикладном плане. Работы авторов в этой области являются новыми и опережают аналогичные зарубежные разработки. Результаты исследований в дальнейшем могут быть использованы при решении различных технологических и прикладных задач, связанных с управлением фазовыми включениями в жидкости, в частности, при разработке вибрационных методов эффективной очистки жидкостей от примесей.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Щипицын В.Д., Лебедева Г.М., Мавлютова Ю.Р. Поведение легкого эллиптического цилиндра в полости с жидкостью при вибрациях. Волны и вихри в сложных средах: 9-ая международная конференция-школа молодых ученых; 05-07 декабря 2018 г., Москва: Сборник материалов школы., М.: ООО "Премиум-принт", 2018, c.182-184 (год публикации - 2018)

2. Щипицын В.Д. Динамика твердых включений различной формы в заполненном жидкостью контейнере при поступательных вибрациях. Всероссийская конференция молодых ученых-механиков YSM-2018. Тезисы докладов (4 − 14 сентября 2018 г., Сочи, «Буревестник» МГУ), М.: Издательство Московского университета (Москва), С.170 (год публикации - 2018)

3. Лебедева Г.М., Мавлютова Ю.Р., Щипицын В.Д. Изучение пороговых переходов тела в полости с жидкостью, совершающей поступательные вибрации Сборник тезисов, материалы Двадцать пятой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-25, Крым): материалы конференции, тезисы докладов: В 1 т.Т.1 – Екатеринбург – Ростов-на-Дону-Крым: издательство АСФ России, 2019., ВНКСФ-25, Крым: материалы конференции, тезисы докладов: В 1 т.Т.1 – Екатеринбург – Ростов-на-Дону-Крым: издательство АСФ России, 2019., с.370-371 (год публикации - 2019)

4. Мавлютова Ю.Р., Лебедева Г.М., Щипицын В.Д. Изучение траекторий движения эллиптического цилиндра в вибрирующей полости с жидкостью в зависимости от относительной плотности тела Сборник тезисов, материалы Двадцать пятой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-25, Крым): материалы конференции, тезисы докладов: В 1 т.Т.1 – Екатеринбург – Ростов-на-Дону-Крым: издательство АСФ России, 2019., ВНКСФ-25, Крым: материалы конференции, тезисы докладов: В 1 т.Т.1 – Екатеринбург – Ростов-на-Дону-Крым: издательство АСФ России, 2019., с.369-370 (год публикации - 2019)

5. В.Д. Щипицын, Г.М. Лебедева, Ю.Р. Мавлютова Вибрационная динамика неосесимметричного цилиндрического тела в осциллирующей полости, заполненной жидкостью XХI Зимняя школа по механике сплошных сред. Пермь, 18-22 февраля 2019 г. Тезисы докладов., Пермь: ПФИЦ УрО РАН, 2019. С.338. УДК: [539.3+532.5](063) (год публикации - 2019)

6. В.Д. Щипицын, Г.М. Лебедева, Ю.Р. Мавлютова Траектории осциллирующего движения неосесимметричного цилиндрического тела при поступательных вибрациях в жидкости XХI Зимняя школа по механике сплошных сред. Пермь, 18-22 февраля 2019 г. Тезисы докладов., Пермь: ПФИЦ УрО РАН, 2019. С.339. УДК: [539.3+532.5](063) (год публикации - 2019)

7. Щипицын В.Д., Лебедева Г.М., Мавлютова Ю.Р. Вибрационная динамика неосесимметричного тела в жидкости при поступательных вибрациях Конвективные течения…: сб. науч. тр. / отв.ред. В.Г. Козлов; ПГГПУ. Вып. 9. Пермь, 2019. (год публикации - 2019)

8. Щипицын В.Д., Лебедева Г.М., Мавлютова Ю.Р. Вибрационная динамика неосесимметричного цилиндрического тела в осциллирующей полости, заполненной жидкостью XХI Зимняя школа по механике сплошных сред. Пермь, 18-22 февраля 2019 г. Тезисы докладов., Пермь: ПФИЦ УрО РАН, 2019. С.338. УДК: [539.3+532.5](063) (год публикации - 2019)

9. Щипицын В.Д., Лебедева Г.М., Мавлютова Ю.Р. Траектории осциллирующего движения неосесимметричного цилиндрического тела при поступательных вибрациях в жидкости XХI Зимняя школа по механике сплошных сред. Пермь, 18-22 февраля 2019 г. Тезисы докладов., Пермь: ПФИЦ УрО РАН, 2019. С.339. УДК: [539.3+532.5](063) (год публикации - 2019)

10. Лебедева Г.М., Мавлютова Ю.Р., Щипицын В.Д. Изучение пороговых переходов тела в полости с жидкостью, совершающей поступательные вибрации Сборник тезисов, материалы Двадцать пятой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-25, Крым): материалы конференции, тезисы докладов: В 1 т.Т.1 – Екатеринбург – Ростов-на-Дону-Крым: издательство АСФ России, 2019., ВНКСФ-25, Крым: материалы конференции, тезисы докладов: В 1 т.Т.1 – Екатеринбург – Ростов-на-Дону-Крым: издательство АСФ России, 2019., с.370-371 (год публикации - 2019)

11. Мавлютова Ю.Р., Лебедева Г.М., Щипицын В.Д. Изучение траекторий движения эллиптического цилиндра в вибрирующей полости с жидкостью в зависимости от относительной плотности тела Сборник тезисов, материалы Двадцать пятой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-25, Крым): материалы конференции, тезисы докладов: В 1 т.Т.1 – Екатеринбург – Ростов-на-Дону-Крым: издательство АСФ России, 2019., ВНКСФ-25, Крым: материалы конференции, тезисы докладов: В 1 т.Т.1 – Екатеринбург – Ростов-на-Дону-Крым: издательство АСФ России, 2019., с.369-370 (год публикации - 2019)

12. Щипицын В.Д., Лебедева Г.М., Мавлютова Ю.Р. Вибрационная динамика неосесимметричного тела в жидкости при поступательных вибрациях Конвективные течения…: сб. науч. тр. / отв.ред. В.Г. Козлов; ПГГПУ. Вып. 9. Пермь, 2019, С.93-110., Конвективные течения…: сб. науч. тр. / отв.ред. В.Г. Козлов; ПГГПУ. Вып. 9. Пермь, 2019. 18 с. (год публикации - 2019)
10.24411/2658-5421-2019-10908

13. Щипицын В.Д., Лебедева Г.М., Мавлютова Ю.Р. Колебания неосесимметричного цилиндрического тела в заполненной жидкостью полости, совершающей поступательные вибрации XII Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики: сборник трудов (Уфа, 19–24 августа 2019г.), XII Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики: сборник трудов в 4 томах. Т. 2: Механика жидкости и газа. Уфа: РИЦ БашГУ, 2019. С.1154–1155. (год публикации - 2019)
10.22226/2410-3535-2019-congress-v2

14. Щипицын В.Д., Козлов В.Г. Quasistationary states of a nonaxisymmetric cylindrical solid under translational vibrations in liquid 8th Symposium on Bifurcations and Instabilities in Fluid Dynamics. 16-19 July 2019. Limerick, Ireland. The book of abstract (alphabetical order), 8th Symposium on Bifurcations and Instabilities in Fluid Dynamics. 16-19 July 2019. Limerick, Ireland. The book of abstract (alphabetical order). Abstract ID: 278. Р. 156. (год публикации - 2019)

15. Щипицын В.Д., Лебедева Г.М., Миндиярова Ю.Р. Вибрационная динамика неосесимметричного цилиндра эллиптического сечения в полости с жидкостью, совершающей вращательные колебания Пермские гидродинамические научные чтения [Электронный ресурс]: материалы всерос. конф., посвящ. памяти проф. Г.З. Гершуни, Е.М. Жуховицкого и Д.В. Любимова; Электрон. дан.: ПГНИУ, Пермь, 2019. 12,5 Мб. 208 с., Пермские гидродинамические научные чтения [Электронный ресурс]: материалы всерос. конф., посвящ. памяти проф. Г.З. Гершуни, Е.М. Жуховицкого и Д.В. Любимова; Электрон. дан.: ПГНИУ, Пермь, 2019. 12,5 Мб. С. 203-205. (год публикации - 2019)

16. Щипицын В.Д., Козлов В.Г. Dynamics of a solid of nearly neutral buoyancy in cavity subjected to rotational vibrations Physics of Fluids, Physics of Fluids, Vol.32, Issue 4, 044102 (2020), https://doi.org/10.1063/1.5145095 (год публикации - 2020)
10.1063/1.5145095

17. Щипицын В.Д. Колебания неосесимметричного цилиндра в заполненной жидкостью полости, совершающей вращательные осцилляции Письма в ЖТФ, Письма в ЖТФ, 2020, том 46, вып. 15 (принята к печати) (год публикации - 2020)

Публикации