А. В. Шваб, В. Ю. Хайруллина
Томский государственный университет vikushka1985@inbox.ru
Ключевые слова: воздушно-центробежный классификатор,
нестационарное закрученное течение газа,
зона сепарации, (κ–ω)-модель
турбулентности, численное моделирование
Страницы: 47-53
Проведено моделирование нестационарного закрученного турбулентного течения между двумя плоскими вращающимися дисками, движение которого направлено вдоль радиуса к оси вращения. С использованием известной двухпараметрической (κ–ω)-модели турбулентности Уилкокса исследуется квазистационарный характер турбулентного течения, обусловленный колебаниями радиальной скорости на входе в зазор между дисками с периодом, близким к времени динамической релаксации частицы. Изучено влияние числа Стокса, частоты и амплитуды колебаний несущей среды на движение одиночных частиц в поле действия центробежных и аэродинамических сил.
В. П. Житников, А. А. Ошмарин, С. С. Поречный, Н. М. Шерыхалина
Уфимский государственный авиационный технический университет zhitnik@ugatu.ac.ru
Ключевые слова: плоская модель, весомая жидкость, точечный
вихрь
Страницы: 54-60
Исследовано ограниченное свободной поверхностью течение идеальной невязкой весомой несжимаемой жидкости вдоль полубесконечной пластины c образованием вихря вблизи ее кромки. Рассмотрены течения типа уединенной волны. Найдено единственное решение со свободным вихрем.
Приводятся результаты моделирования крупных вихрей в дозвуковой изотермической турбулентной струе, истекающей из круглого сопла в затопленное пространство или спутный поток. Течение описывается фильтрованными по пространству уравнениями Навье - Стокса и RNG-моделью подсеточной вихревой вязкости. Результаты расчетов при различных значениях параметра спутности сравниваются с известными результатами численного моделирования и данными эксперимента. Установлено, что полученные результаты хорошо согласуются с данными измерений и подтверждают основные закономерности изменения газодинамических и пульсационных параметров затопленных и спутных струй.
Исследовано численное решение задачи о нестационарном свободно-конвективном потоке на полубесконечной вертикальной пластине при наличии гомогенной химической реакции первого порядка. Безразмерные определяющие уравнения решаются с использованием эффективной абсолютно устойчивой и быстросходящейся неявной конечно-разностной схемы высокого порядка. Определено влияние различных параметров течения, таких как число Прандтля, число Шмидта, параметр плавучести и параметр химической реакции, на скорость и температуру потока. Показано, что полученные значения скорости хорошо согласуются с известными результатами. Рассчитаны локальные и средние значения коэффициента поверхностного трения, чисел Нуссельта и Шервуда. Обсуждается влияние параметров химической реакции на указанные значения в случае как реакции порождения, так и реакции разрушения. Установлено, что при наличии химической реакции первого порядка скорость потока увеличивается в случае реакции порождения и уменьшается в случае реакции разрушения.
О. Н. Гончарова
Алтайский государственный университет gon@math.asu.ru
Ключевые слова: конвекция, микрогравитация, математическое
моделирование, небуссинесковские эффекты
Страницы: 84-91
Моделируются нестационарные режимы конвекции жидкости в условиях слабой гравитации. Исследуется конвекция в прямоугольной области, вытянутой по направлению силы тяжести и заключенной между двумя теплопроводными массивами, в случае теплоизоляции торцов прямоугольника и периодического потока тепла через внешние границы массивов. При этом выполняется условие равенства нулю суммарного потока тепла. При описании конвективных движений в жидкости используются две математические модели: классическая модель Обербека - Буссинеска и модель микроконвекции изотермически несжимаемой жидкости. Результаты численных исследований подтверждают количественные и качественные различия характеристик течений, рассчитанных в рамках двух моделей конвекции. Представлены траектории движения частиц жидкости. Изучены эффекты, обусловленные различными физическими характеристиками задачи.
В. Б. Бекежанова
Институт вычислительного моделирования СО РАН bekezhanova@mail.ru
Ключевые слова: неустойчивость, поверхность раздела,
уравнения Обербека - Буссинеска
Страницы: 92-100
Получено точное решение задачи о стационарном течении в системе двух горизонтальных слоев несмешивающихся жидкостей с общей границей раздела. Методом линеаризации исследуется устойчивость данного течения. Показано, что появление неустойчивостей обусловлено различием определяющих параметров жидкостей (толщины слоя, условий подогрева, вязких и теплопроводных свойств жидкостей). Установлено, что в условиях постоянной силы гравитации возмущения монотонны, а в условиях невесомости имеет место колебательная термокапиллярная неустойчивость.
О. Ю. Динариев1, Д. Н. Михайлов2 1 Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН 2 Московский научно-исследовательский центр компании "Шлюмберже" dinariev@mail.ru, dmikh@yandex.ru
Ключевые слова: пористая среда, ансамбль пор,
многокомпонентная смесь, динамическая
проницаемость, частотно-зависимая
электропроводность пористой среды
Страницы: 101-118
Изучен класс моделей пористых сред, основанных на концепции ансамбля пор с некоторым распределением основных геометрических параметров (например, размера пор). Исследован случай насыщения порового пространства однофазной многокомпонентной жидкой смесью без учета и с учетом переноса электрических зарядов. Законы переноса выводятся из условия убывания свободной энергии. Гидродинамическая связность пор (и электропроводность) описывается двумя ядрами: одно ядро описывает связность пор в пространстве, другое — связность пор в элементарном макрообъеме. С использованием концепции ансамбля пор адекватно воспроизведены частотные зависимости динамической проницаемости, определяемой в лабораторных экспериментах, и электропроводности пористой среды. Установлена связь между рассматриваемыми моделями и моделями релаксационной фильтрации.
М. А. Пахомов, В. И. Терехов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН terekhov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: импактная струя, тепломассообмен,
испарение капель
Страницы: 119-131
Проведено численное исследование структуры течения и теплообмена импактной туманообразной струи с малой массовой концентрацией капель (не более 1 %), натекающей на плоскую поверхность, расположенную перпендикулярно к ней. Математическая модель основана на решении системы уравнений Навье–Стокса, осредненных по Рейнольдсу, для течения двухфазного потока с использованием кинетического уравнения функции плотности распределения вероятности координат, скорости и температуры частиц. Показано, что добавление капель вызывает значительное увеличение интенсивности теплообмена по сравнению с однофазной воздушной импактной струей в области, непосредственно примыкающей к точке торможения струи.
А. А. Бочкарев, В. И. Полякова
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН anaboch@itp.nsc.ru
Ключевые слова: модель сорбции Ленгмюра, совместная
адсорбция паров серебра и воды,
капиллярная конденсация, осаждение
тонких пленок
Страницы: 132-142
На основе модифицированной модели сорбции Ленгмюра проведен численный эксперимент по совместной адсорбции паров серебра и воды на идеальной подложке. В расчетах обнаружен ряд неизвестных ранее явлений. Установлено, что адсорбция и конденсация паров серебра стимулируют адсорбцию водяного пара, вследствие чего возникает его капиллярная конденсация на молекулярном уровне даже при незначительных насыщениях. Показано, что скорость капиллярной конденсации зависит от угла смачивания воды на серебре и существует такой характерный угол смачивания, при котором скорость капиллярной конденсации резко изменяется. Обнаружено также существенное влияние водяного пара на адсорбцию пара серебра и структуру его конденсата на подложке: присутствие пара воды ослабляет адсорбцию атомов серебра на подложке и приводит к ослаблению адгезии конденсата серебра к подложке. Полученные результаты могут быть использованы при изучении двухкомпонентной сорбции, капиллярной конденсации и для развития технологии выращивания тонких пленок в газовой среде.
М. В. Мирсалимов
Азербайджанский технический университет irakon63@hotmail.com
Ключевые слова: полоса (стержень) переменной толщины,
зона предразрушения, связи между
берегами, силы сцепления, неравномерный
нагрев
Страницы: 143-154
Построена математическая модель зарождения трещины в полосе (стержне) переменной толщины при неравномерном нагреве. Полагается, что по мере нагружения полосы (стержня) тепловой нагрузкой в ней возникают зоны предразрушения, моделируемые как области ослабленных межчастичных связей материала. Наличие связей между берегами зоны предразрушения моделируется приложенными к поверхности зоны предразрушения силами сцепления. Решение задачи о равновесии изотропной полосы переменной толщины с зоной предразрушения сводится к решению нелинейного сингулярного интегродифференциального уравнения с ядром типа ядра Коши, из которого устанавливается зависимость сил сцепления в зоне зарождения трещины от величины расхождения ее берегов. Условие появления трещины в полосе переменной толщины формулируется с учетом критерия предельного растяжения связей материала.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
