Плоские звуковые волны малой амплитуды в газопылевой среде с полидисперсными частицами
"Т.В. Маркелова1,2,3, М.С. Арендаренко1,2, Е.А. Исаенко1,2, О.П. Стояновская1,2"
"1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия
matamara@gmail.com
2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия
m.arendarenko@g.nsu.ru
3Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, Новосибирск, Россия"
Ключевые слова: двухфазная полидисперсная среда, гиперболические звуковые волны, дисперсионное соотношение, CFD-тест
Страницы: 158-168
Аннотация
Рассмотрена задача о распространении плоских звуковых волн малой амплитуды в среде из несущего изотермического газа и твердых частиц различного размера, сформулированная на основе многожидкостной макроскопической модели среды. В модели дисперсная фаза представляет собой $N$ фракций монодисперсных частиц, для описания динамики каждой фракции используются уравнения сплошной среды, в которой отсутствует собственное давление. Фракции обмениваются импульсами с несущим газом, но не между собой. На всю смесь действует общее давление, определяемое движением молекул газа, пылевые частицы считаются плавучими. Аналитическое решение задачи получено с использованием метода Фурье и дисперсионного анализа. В общем случае при произвольном значении времени релаксации решение находится численно с помощью разработанного и опубликованного кода. В частных случаях (бесконечно малого времени скоростной релаксации или релаксационного равновесия и бесконечно большого времени скоростной релаксации или вмороженного равновесия) определена эффективная скорость звука в газопылевой среде и с ее помощью получены простые аналитические представления решения задачи.
DOI: 10.15372/PMTF20210416 |
