Сотрудники Лаборатории математического моделирования волновых процессов Института проблем машиноведения РАН (ИПМаш РАН) выяснили как можно уменьшить частоты колебаний жидкости в цилиндрических сосудах, используемых для перевозки жидких грузов, таких как сжиженный природный газ; такие колебания создают дополнительную нагрузку на стенки, что может иметь негативные последствия. Оказывается, что для уменьшения частоты колебаний достаточно поместить вертикальную радиальную перегородку на всю глубину жидкости. Результаты исследования опубликованы в журнале Physics of Fluids.

Проблема изучения колебаний жидкости в сосудах возникла давно и остается актуальной в связи с морскими перевозками жидких грузов (в частности, сжиженного природного газа). В 50-е годы прошлого века ее исследование было начато в связи с развитием ракетной техники – колебания жидкого топлива внутри резервуара могут вызвать смещение с траектории движения, а также нежелательные нагрузки на конструкцию, результатом которых (в худшем случае) будет ее разрушение.

«С моим учеником Олегом Мотыгиным, мы исследовали свободные колебания жидкости в вертикальных цилиндрических сосудах и установили, что при наличии вертикальной радиальной перегородки внутри резервуара частоты свободных колебаний уменьшаются. Таким образом проявляет себя эффект нарушения осевой симметрии. Важно, что существенно уменьшается наименьшая частота, которая оказывает наибольшее влияние на формирование побочных воздействий», – сказал главный научный сотрудник ИПМаш РАН Николай Кузнецов.

Кроме того, наличие радиальной перегородки фиксирует расположение максимумов и минимумов возвышения свободной поверхности, что делает воздействие волн на резервуар более предсказуемым и позволяет предусмотреть надлежащее усиление конструкции.

Источник: ИПМаш РАН.