Устойчивость, нелинейные волны и процессы переноса в пленках жидкости при сложных условиях

Цель: исследование динамики волн и их влияния на процессы переноса в пленках жидкости при сложных условиях течения. Численные и аналитические методы использованы при рассмотрении ряда задач, связанных с волнами и процессами переноса в жидкой пленке при сложных условиях течения. При всех различиях конкретных рассматриваемых задач об интенсивных пленочных течениях они исследованы на основе подхода Капицы − Шкадова при соответствующей модификации уравнений. Исследована проблема устойчивости трехмерного течения пленки в случае косого обдува турбулентным потоком газа. Для газопленочного течения с фазовым превращением впервые показано, что конденсация оказывает неоднозначное воздействие на устойчивость пленки в случае спутного течения пара. Впервые исследованы нелинейные волны в пленке и их влияние на теплоперенос при наличии фазового перехода (испарение, конденсация). Изучены закономерности эволюции возбужденных волн в пленке с фазовым превращением и их влияние на теплоперенос. Показано, что за счет периодического воздействия на пленку с фазовым превращением в определенном диапазоне частот можно интенсифицировать теплоперенос и повысить эффективность работы конденсатора или испарителя. Обнаружено, что термокапиллярный эффект не всегда способствует неустойчивости неизотермической пленки. Впервые изучено пространственное развитие линейных и нелинейных трехмерных вынужденных волн в вертикальном ривулете. При помощи метода численного моделирования впервые получены дисперсионные зависимости линейных волн при умеренных значениях числа Рейнольдса. Показано, что в случае «большого» угла смачивания волны имеют двумерный характер, а в случае «малого» угла смачивания развиваются трехмерные подковообразные волны. Полученные результаты могут быть использованы в технологиях, связанных с энергетикой (испарители, конденсаторы, ректификационные колонны), в аппаратах химической и пищевой промышленности.