Численное моделирование колебаний вязкого газа с дисперсными включениями с частотой первого
линейного резонанса в закрытом канале 

Дмитрий Алексеевич Тукмаков, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук» (Россия, г. Казань, ул. Лобачевского, 2/31), tukmakovda@imm.knc.ru

 Актуальность и цели. Механика многокомпонентных и многофазных сред является разделом механики жидкости и газа. Математическое моделирование динамики неоднородных сред имеет важное значение в связи с тем, что экспериментальное исследование многих таких процессов является затруднительным. При этом многие математические модели имеют существенно нелинейный характер, по этой причине для интегрирования таких моделей применяются численные методы. В ряде технологий промышленной энергетики для удаления дисперсной компоненты аэрозольной среды на газокапельные среды воздействуют акустическими полями. Этим обусловлен интерес к исследованию динамики аэрозолей в акустических полях, к выявлению фундаментальных закономерностей таких течений, а также к разработке математических моделей динамики аэрозольных сред. Материалы и методы. Представлена континуальная математическая модель динамики аэрозоля. Модель учитывала как межкомпонентный обмен импульсом, так и межкомпонентный теплообмен. Система уравнений математической модели решалась методом конечных разностей, для подавления численных осцилляций применялась схема нелинейной коррекции. Результаты. Моделировались колебания газовзвеси в закрытой емкости на резонансной частоте. Получены распределения физических параметров несущей среды и дисперсной компоненты в процессе колебаний аэрозоля. Выводы. Сопоставление численных расчетов с физическим экспериментом дает удовлетворительное соответствие.

Ключевые слова

многофазные среды, численное моделирование, уравнение Навье – Стокса, континуальная модель

 Скачать статью в формате PDF

Для цитирования:

Тукмаков Д. А. Численное моделирование колебаний вязкого газа с дисперсными включениями с частотой первого линейного резонанса в закрытом канале // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. 2022. № 3. С. 58–71. doi:10.21685/2072-3040-2022-3-6