Устойчивость и структура течений в однослойных и многослойных системах при совместном воздействии сил различной природы в контексте технологических приложений

Объектом исследования являются происходящие в технологических процессах явления, в которые вовлечены электромагнитные силы, конвекция, центробежные силы и т. д. Целью работы является изучение описанных выше явлений в рамках ряда задач, решения которых будут служить основой для разработки новых и совершенствования существующих технологий, среди которых технологии контроля и управления потоками теплоносителей атомных реакторов, сохранения электроэнергии, создания сплавов с заданными свойствами, получение чистых металлов, обогащение отходов металлургических производств. Изучена возможность реализации корреляционной методики измерения скорости транзитного потока жидкого металла в цилиндрическом канале на основе измерения пульсации аксиальной компоненты скорости. Оценено влияние диффузии на погрешность измерения скорости вихрепролетным методом. Показано, что в развитых турбулентных течениях диффузионный эффект может существенно усиливаться. Исследовано влияние перегородок в прямоугольном канале на характеристики генерируемого течения для различных геометрических и физических параметров задачи. Получены наилучшие параметры канала, которые будут использованы при конструировании кондукционных аппаратов для металлургии. Изучен перенос переменного магнитного поля произвольным потоком жидкого металла в измерительной системе, прикладываемой к стенке канала. Практическая значимость проведенных исследований заключается в возможности изготовить накладной расходомер для жидкого металла, который не нужно встраивать в канал. Изучение характеристик пульсации температуры результирующего течения, получающегося при смешении разнотемпературных транзитного потока и затопленной струи, а также взаимодействие транзитного и вихревого течений, порождающегося коротким соленоидом. Пространственный анализ колебаний показал, что надежно и достоверно характерную частоту пульсаций скорости можно вы явить не во всех точках ячейки. Изучено управление темпом и однородностью процесса направленной кристаллизации металлического расплава посредством вариации питания трёхфазного индукционного перемешивателя. Мелкомасштабные вихри в пульсирующем режиме размывают градиент температуры и разрушают крупномасштабную циркуляцию расплава, что положительно сказывается на свойствах слитка. Улучшен алгоритм поиска критических чисел Релея для исследования конвекции путем модификации метода пристрелки. Эффективность алгоритма улучшается путем замены данных методов на аналог метода половинного деления. В системе тонких слоев жидкостей при временной модуляции температуры твердой подложки проведен анализ устойчивости. Определены монотонные, колебательные и резонансные неустойчивости. Среди резонансных мод самой опасной является субгармоническая.