Поперечная миграция и фокусировка инерционной примеси в сдвиговых потоках

• Автор: Рыбдылова, Оюна Данзановна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Обзор литературы по исследованиям поперечной миграции частиц и дисперсных пограничных слоев
2 Двухжидкостная модель разреженной дисперсной смеси
2.1 Основные предположения и уравнения
2.2 Полный лагранжев метод
3 Поперечная миграция инерционной примеси в пограничном слое на плоской стенке. Сравнение расчетов с экспериментом
и анализ применимости модели
3.1 Течение запыленного газа в пограничном слое у вертикальной пластины
3.2 Течение суспензии в пограничном слое на горизонтальной пластине
4 Пристенная двухфазная ламинарная струя
4.1 Постановка задачи о пристенной ламинарной двухфазной струе
4.2 Автомодельное решение для параметров несущей фазы в пристенной ламинарной струе
4.3 Полный лагранжев метод расчета параметров дисперсной фазы
4.4 Результаты численного решения
5 Подъем частиц за движущейся ударной волной
5.1 Постановка задачи о развитии пограничного слоя запыленного газа за движущейся плоской ударной волной
5.2 Автомодельное решение задачи о течении в сжимаемом пограничном слое на подвижной стенке

5.3 Определение параметров дисперсной фазы в задаче о течении
запыленного газа в пограничном слое на подвижной стенке
5.4 Результаты численных расчетов
6 Фокусировка частиц за ударной волной в плоском канале
6.1 Постановка задачи о течении запыленного газа за ударной волной в узком канале
6.2 Обсуждение результатов
Заключение
Литература

Введение
Математическое моделирование пристеночных течений дисперсных сред актуально в связи с необходимостью исследования ряда природных явлений и широкого круга технических приложений. В аэромеханике, например, это -движение летательных аппаратов в запыленной атмосфере, обтекание стенок теплоэнергетических аппаратов двухфазной рабочей средой, в том числе -стенок и центральных тел в соплах ракетных двигателей; в промышленности - оптимизация рабочего процесса технологических и энергетических установок, использующих мелкодисперсные материалы, оценка пожаро- и взрывобезопасное™ угольных выработок, пневмотранспорт порошковых материалов, окраска и обработка поверхностей двухфазными струями; в медицине и биологии - гидродинамическая сортировка клеток; в экологии и метеорологии - движение речных и морских наносов, пыльные бури и др.
В перечисленных примерах существенную роль играет наличие сдвигового пограничного слоя вблизи обтекаемых поверхностей, обусловленного вязкостью несущей фазы, что приводит к появлению поперечной (к основному потоку) составляющей силы, действующей на частицы примеси. В результате действия поперечной силы пространственное распределение дисперсной фазы может быть крайне неоднородным: возможно формирование областей, свободных от частиц, а также локальных зон накопления частиц. В частности, в некоторых случаях наличие боковой силы может приводить к возникновению аэродинамической фокусировки частиц и формированию узких пучков с высокой концентрацией дисперсной фазы. В последнее время сфокусированные пучки микро- и наночастиц все более активно используются

Глава 3. Поперечная миграция инерционной
примеси в пограничном слое на плоской стенке. Сравнение расчетов с экспериментом и анализ применимости модели.
Данная глава посвящена анализу применимости модели двухфазного пограничного слоя с учетом сил Сэфмана для описания известных экспериментальных данных по распределению примеси в пристеночных течениях запыленного газа (Низэатоу и др., 1994) [60] и разреженной суспензии (Ьее, 1982) [68]. В (Низватоу и др., 1994) [60] получены профили концентрации частиц в существенно дозвуковом течении запыленного газа вдоль вертикально расположенной пластины. В (Ьее, 1982) [68] экспериментально изучалось распределение частиц в течении жидкости с примесью твердых частиц вдоль горизонтальной пластины. Обе экспериментальные работы показывают, что вблизи стенки концентрация частиц уменьшается. В первой работе отношение плотностей несущей фазы и вещества частиц много меньше единицы. В таком случае движение частиц определяется лишь силой тяжести, силой аэродинамического сопротивления и силой Сэфмана. Постановка задачи во многом аналогична той, которая рассматривалась в (Осипцов, 1988) [27]; отличие состоит в учете силы тяжести, поддерживающей рассогласование скоростей фаз и, тем самым, усиливающей действие силы Сэфмана. В (Ьее, 1982) [68] исследовалось течение суспензии, в которой плотности жидкой и твердой фаз имеют одинаковый порядок. Для описания этого эксперимента предложена модифицированная модель двухфазного пограничного слоя, в которой в меж-фазном обмене импульсом, помимо указанных выше сил, учитываются также силы Архимеда, присоединенных масс и Бассэ-Буссинеска.