Волновые и гидродинамические процессы в энергетических установках, включая топливные элементы

• Автор: Гасенко, Владимир Георгиевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 248 с. : ил.

Содержание

Список основных обозначений

Введение

В1. Современное состояние проблемы

В2. Краткая характеристика диссертации

Часть I. ВОЛНОВЫЕ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ДВУХФАЗНЫХ СМЕСЯХ

Глава 1 Динамика одиночных парогазовых полостей

1.1 Формулировка задачи

1.2 Решение внешней тепловой задачи

1.3 Решение внутренней тепловой задачи

1.4 Уравнение динамики парового пузырька типа Флоршица-Чао

1.5 Численный анализ динамики паровых пузырьков
1.6 Модель тепловой релаксации газовых пузырьков
1.7 Устойчивость сферической формы пузырьков в звуковом поле
1.8 Выводы
Глава 2 Нелинейные волны умеренных амплитуд в пузырьковых
средах в приближении БКВ
2.1 Приближение БКВ для газожидкостных смесей
2.2 Карта решений уравнения БКВ
2.3 Тепловая релаксация нелинейных волн
2.4 Приближение БКВ для парожидкостных смесей
2.5 Нелинейные волны разрежения в парожидкостных
средах с переменным газосодержанием
2.6 Выводы
Глава 3 Сильные волны в пузырьковых средах
3.1 Приближение полной системы нелинейных уравнений

3.2 Солитоны Рэлея
3.3 Модель двухволнового уравнения для газожидкостных смесей
3.4 Нелинейные модельные волновые уравнения высокого порядка
3.5 Выводы
Глава 4 Двумерные волны в структурированных газожидкостных
смесях
4.1 Двумерные волны в неограниченной газожидкостной среде
4.2 Стохастизация двумерных волновых пакетов ударных трубах
4.3 Дисперсия расслоенных газожидкостных смесей
4.4 Аномальное затухание нелинейных волн в расслоенных газожидкостных смесях
4.5 Нелинейные волны в неоднородных газожидкостных смесях
с кластерной структурой
4.6 Выводы
Глава 5 Нелинейные волны в полидисперсных газожидкостных
смесях
5.1 Гамильтонов формализм описания стационарных волн
в полидисперсных газожидкостных средах
5.2Мультисолитонные уединенные волны в полидисперсных
газожидкостных смесях с двумя размерами пузырьков
5.3 Сечение Пуанкаре для стационарных волн
5.4 Нестационарная динамика нелинейных волн в полидисперсных газожидкостных смесях
5.5 Приближение трехволнового нелинейного
волнового уравнения
5.6 Стационарные решения ТВУ
5.7 Выводы

Глава 6 Гидродинамические течения газо- и парожидкостных
смесей
6.1 Постановка задачи течения газожидкостных смесей
с пузырьковой структурой
6.2 Модель расчета профиля газосодержания для «ламинарных» течений пузырьковых смесей в вертикальном канале
6.3 Метод Монте-Карло для расчета структуры течений пузырьковых смесей в вертикальном канале
6.4 Постановка задачи высокоскоростного истечения
насыщенного пара с околокритическими параметрами в холодный трубопровод
6.5 Модель
6.6 Инженерное решение модели изоэнтальпийного истечения
6.7 Выводы
Часть II. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ПОЛИМЕРНЫМ ЭЛЕКТРОЛИТОМ
Глава 7 Одномерная модель топливного элемента с полимерным
электролитом
7.1 Введение
7.2 Постановка задачи
7.3 Математическая модель низкотемпературного ТЭ
7.4 Аналитические решения модели низкотемпературного ТЭ
7.5 Результаты численных расчетов по модели ТЭПМ
7.6 Выводы
Заключение
Список цитируемой литературы
Первая часть работы посвящена изучению волновых и гидродинамических процессов в паро- и газожидкостных смесях на основе динамики отдельных газовых и паровых полостей и уравнений движения континуальной модели двухфазных смесей.
В первой главе исследована динамика отдельных парогазовых полостей при произвольном и ступенчатом изменении внешнего давления, а также в поле давления звуковых волн.
В разделе 1.1 сформулирована в общем виде задача динамики сферической парогазовой полости, внешняя и внутренняя тепловые задачи для температуры жидкости Тх и газа Т2, которые включают уравнение Рэлея для радиуса Я сферической полости, уравнение энергии газа внутри пузырька и уравнения теплопроводности в частных производных для газа внутри пузырька и для слоя жидкости вокруг пузырька в ячеистом приближении, а также сформулированы все граничные условия
В разделе 1.2 найдено аналитическое решение внешней тепловой задачи в ячеистом приближении и вычислен тепловой поток на границе пузырька газ-жидкость и его известные асимптотики для высоких и низких частот. Последний имеет своим пределом равновесный тепловой поток, приводящий к скорости Ландау в парожидкостных смесях.
В разделе 1.3 найдено аналитическое нелинейное решение внутренней тепловой задачи для паровых пузырьков и соответствующий тепловой поток и сделан анализ вклада и внутренней, и внешней тепловых задах в динамику паровых полостей с выводом о пренебрежимо малом вкладе внутренней задачи в динамику пузырьков.
В разделе 1.4 получено новое нелинейное интегро-дифференциальное уравнение типа Флоршица-Чао (паровой Рэлей) для радиуса парового пузырька, учитывающее и тепловые, и инерциальные механизмы его роста или схлопывания, а также проведено сравнение решений парового Рэлея с известными точными численными решениями исходной задачи в полной постановке, сформулированной в п. 1.1. Сделан вывод, что в области больших