, Моделирование распространения звука в жидкости с пузырьками воздуха // Вестник БГУ. Химия. Физика. - 2025. №1. . - С. 49-55.

Моделирование распространения звука в жидкости с пузырьками воздуха

DOI: 10.18101/2306-2363-2025-1-49-55 УДК: 538.951

В данной статье представлено исследование распространения звуковых волн в жидкости, содержащей воздушные пузырьки, с использованием численного моделирования в программном комплексе COMSOL Multiphysics. Основное внимание уделено анализу влияния газовых включений на акустические свойства среды, в том числе дисперсии, поглощения и нелинейных эффектов. Моделирование проводилось для водной среды при стандартных условиях (P = 1 атм, T = 293.15 K) в резервуаре размером 0.1 × 0.1 × 0.5 м с жесткими границами. Исследованы два случая: при часто- те 8333,3 Гц (длина волны равна двум диаметрам пузырька) и 16 667 Гц (длина волны равна диаметру пузырька). Результаты показали, что при меньшей частоте пузырек слабо влияет на распространение волны, вызывая лишь локальные возмущения, тогда как при увеличении частоты наблюдается усиленное рассеяние, формирование сложной интерференционной картины и локальное усиление акустического давления. Полученные данные подтверждают эффективность COMSOL Multiphysics для моделирования акустических процессов и открывают перспективы для дальнейших исследований, включая анализ нелинейных эффектов в ультразвуковом диапазоне и систем с множественными пузырьками.

акустика, звуковые волны, воздушные пузырьки, численное моделирование, COMSOL Multiphysics, дисперсия, интерференция, резонанс.

Doinikov A. A. Translational motion of a spherical bubble in an acoustic standing wave of high intensity. Physics of Fluids. 2002; 14(4): 1420–1426.

Исследование объемной вязкости наносуспензий методом акустической спектроскопии / А. В. Минаков, М. И. Пряжников, Б. Б. Дамдинов, И. В. Немцев // Акустический журнал. 2022. Т. 68, № 2. С. 182–189. Текст: непосредственный.

Губайдуллин Д. А., Федоров Ю. В. Звуковые волны в жидкостях с полидисперсными парогазовыми пузырьками // Акустический журнал. 2016. Т. 62, № 2. С. 178–186. Текст: непосредственный.

Дамдинов Б. Б., Пригожих В. А. Предварительное моделирование распространения звука в жидкой среде с примесями // Акустический журнал. 2024. Т. 70, №S5. С. 63. Текст: непосредственный.

Буркова Е. Н., Кондрашов А. Н., Рыбкин К. А. Система автоматизированных расчетов Comsol: учебное пособие. Пермь: Изд-во Перм. гос. нац. исслед. ун-та, 2019. 133 с. Текст: непосредственный.