Волновая динамика и акустика многофазных сред. Теория и эксперимент

Численно, аналитически и экспериментально будут изучены особенности акустических и ударно-волновых процессов в многофазных средах. Актуальность исследований таких процессов в пузырьковых и газокапельных средах обусловлена необходимостью анализа проблем безопасности процессов на промышленных объектах в машиностроении, энергетике, а также разработки методов диагностики, экологических технологий, в частности, связанных с экологией атмосферы и мирового океана. В рамках проекта будет исследовано распространение волн в многофракционных парогазовых капельных и пузырьковых смесях с учетом полидисперсного состава, различия веществ и фазовых превращений в каждой из фракций. Будет теоретически изучено рассеяние и поглощение акустического сигнала полидисперсным пузырьковым слоем вблизи поверхности океана, исследованы структура и затухание акустического сигнала в дискретно-слоистой среде, содержащей слой пузырьковой жидкости с полидисперсными парогазовыми пузырьками, в том числе с учетом относительного движения слоя пузырьковой жидкости. Будет проведен анализ отражения и преломления звука при косом и прямом падении на границу раздела между воздухом и парогазокапельной смесью. Рассмотрено отражение и преломление акустических волн при косом и прямом падении на границу раздела между водой и пузырьковой жидкостью. Изучены эффекты полного внутреннего отражения и полного прохождения на границе раздела рассмотренных сред. Рассмотрена прикладная задача определения протяженности и наличия пены в межтрубном пространстве в газонефтяных скважинах посредством импульсного зондирования. С использованием оригинальных экспериментальных установок будут получены новые данные о динамике газожидкостных сред в ограниченных объемах различной геометрии при резонансных ударных и безударно-волновых режимах колебаний. Численными методами будут получены новые данные о разлете газовзвеси с двухкомпонентной несущей средой в ударной трубе. В настоящее время важное место в исследовании занимают газогидраты углеводородных газов, особенно метана. Они представляют собой уникальное сырьё для получения легких углеводородных источников энергии и экологически чистой пресной воды, а также являются причиной аварийных ситуаций и экологических катастроф при добыче углеводородного сырья на шельфе и транспорте газа по наземным и подводным трубопроводам. Проект направлен на создание теоретических основ процесса образования газовых гидратов применительно к проблемам разработки газогидратных месторождений, транспорта и хранения углеводородного сырья в газогидратном состоянии.