RUS  ENG ЖУРНАЛЫ   ПЕРСОНАЛИИ   ОРГАНИЗАЦИИ   КОНФЕРЕНЦИИ   СЕМИНАРЫ   ВИДЕОТЕКА   ПАКЕТ AMSBIB
Общая информация
Последний выпуск
Архив

Поиск публикаций
Поиск ссылок

RSS
Последний выпуск
Текущие выпуски
Архивные выпуски
Что такое RSS



Компьютерные исследования и моделирование:
Год:
Том:
Выпуск:
Страница:
Найти






Персональный вход:
Логин:
Пароль:
Запомнить пароль
Войти
Забыли пароль?
Регистрация


Компьютерные исследования и моделирование, 2018, том 10, выпуск 4, страницы 445–460 (Mi crm457)  

МОДЕЛИ В ФИЗИКЕ И ТЕХНОЛОГИИ

Управление движением тела с помощью внутренних масс в вязкой жидкости

А. А. Килинa, А. И. Кленовb, В. А. Тененевb

a Удмуртский государственный университет, Россия, 426034, г. Ижевск, ул. Университетская, д. 1
b Ижевский государственный технический университет имени М. Т. Калашникова, Россия, 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, д. 7

Аннотация: Данная статья посвящена изучению самопродвижения тел в жидкости за счет действия внутренних механизмов, без изменения внешней формы тела. В работе представлен обзор теоретических работ, обосновывающих возможность данного перемещения в идеальной и вязкой жидкостях.
Рассмотрен частный случай самопродвижения твердого тела по поверхности жидкости за счет движения двух внутренних масс по окружностям. В работе представлена математическая модель движения твердого тела с подвижными внутренними массами в трехмерной постановке. Данная модель учитывает трехмерные колебания тела при движении, возникающие под действием внешних сил — силы тяжести, силы Архимеда и сил, действующих на тело со стороны вязкой жидкости.
В качестве тела рассмотрен однородный эллиптический цилиндр с килем, расположенным вдоль большей диагонали. Внутри цилиндра расположены две материальные точечные массы, перемещающиеся по окружностям. Центры окружностей лежат на наименьшей диагонали эллипса на равном удалении от центра масс.
Уравнения движения рассматриваемой системы (тело с двумя материальными точками, помещенное в жидкость) представлены в виде уравнений Кирхгофа с добавлением внешних сил и моментов, действующих на тело. Для описания сил сопротивления движению в жидкости выбрана феноменологическая модель вязкого трения, квадратичная по скорости. Коэффициенты сопротивления движению, используемые в модели, определялись экспериментально. Силы, действующие на киль, определялись с помощью численного моделирования колебаний киля в вязкой жидкости с использованием уравнений Навье–Стокса.
В данной работе была проведена экспериментальная проверка предложенной математической модели. Представлено несколько серий экспериментов по самопродвижению тела в жидкости с помощью вращения внутренних масс с разными скоростями вращения. Исследована зависимость средней скорости продвижения, размаха поперечных колебаний в зависимости от частоты вращения внутренних масс. Проведено сравнение полученных экспериментальных данных с результатами, полученными в рамках предложенной математической модели.

Ключевые слова: движение в жидкости, самопродвижение, уравнения движения, безвинтовой надводный робот, уравнения Навье–Стокса.

Финансовая поддержка Номер гранта
Российский фонд фундаментальных исследований 15-08-09093
Министерство образования и науки Российской Федерации 1.2405.2017/4.6
Работа А. А. Килина выполнена при поддержке РФФИ (грант № 15-08-09093-а). Работа А. И. Кленова и В. А. Тененева выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России (грант 1.2405.2017/4.6).


DOI: https://doi.org/10.20537/2076-7633-2018-10-4-445-460

Полный текст: PDF файл (942 kB)
Полный текст: http://crm.ics.org.ru/.../2710
Список литературы: PDF файл   HTML файл

Тип публикации: Статья
УДК: 519.8
Поступила в редакцию: 06.04.2018
Принята в печать:04.05.2018

Образец цитирования: А. А. Килин, А. И. Кленов, В. А. Тененев, “Управление движением тела с помощью внутренних масс в вязкой жидкости”, Компьютерные исследования и моделирование, 10:4 (2018), 445–460

Цитирование в формате AMSBIB
\RBibitem{KilKleTen18}
\by А.~А.~Килин, А.~И.~Кленов, В.~А.~Тененев
\paper Управление движением тела с помощью внутренних масс в вязкой жидкости
\jour Компьютерные исследования и моделирование
\yr 2018
\vol 10
\issue 4
\pages 445--460
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/crm457}
\crossref{https://doi.org/10.20537/2076-7633-2018-10-4-445-460}


Образцы ссылок на эту страницу:
  • http://mi.mathnet.ru/crm457
  • http://mi.mathnet.ru/rus/crm/v10/i4/p445

    ОТПРАВИТЬ: VKontakte.ru FaceBook Twitter Mail.ru Livejournal Memori.ru


    Citing articles on Google Scholar: Russian citations, English citations
    Related articles on Google Scholar: Russian articles, English articles
  • Компьютерные исследования и моделирование
    Просмотров:
    Эта страница:67
    Полный текст:22
    Литература:6

     
    Обратная связь:
     Пользовательское соглашение  Регистрация  Логотипы © Математический институт им. В. А. Стеклова РАН, 2019