Статистическое моделирование процессов горения гетерогенных конденсированных смесей

• Автор: Рашковский, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 422 с. : ил.

Пр е з идиу м В А К России

I (решение от"

I присудил ученую степень ДОКТОРА

-_и»5

Начальник управления ВАК России

^ ВВЕДЕНИЕ

Структура ГКС

Стационарное горение ГКС

Агломерация металла при горении ГКС

Экспериментальные исследования

Теоретические исследования
Нестационарное горение ГКС
1. СТРУКТУРЫ ГЕТЕРОГЕННЫХ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СМЕСЕЙ
1.1. Случайное размещение частиц в пространстве
1.1.1. Физическая модель и компьютерная реализация
1.1.2. Иллюстрация «метода вязкой суспензии»
1.1.2.1. Монодисперсная система частиц
1.1.2.2. Полидисперсная система частиц
4 1.2. Структура гетерогенных конденсированных смесей
1.2.1. ГКС с монодисперсным компонентом
1.2.2. ГКС с бидисперсным компонентом
1.3. Описание структуры ГКС методами кинетической теории
1.3.1. Общие свойства динамической системы
1.3.2. Кинетическое уравнение для функций распределения
1.3.3. Цепочка зацепляющихся кинетических уравнений
1.3.4. Решение кинетических уравнений
Выводы
2. СТАЦИОНАРНОЕ ГОРЕНИЕ ГЕТЕРОГЕННЫХ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СМЕСЕЙ
^ Введение
2.1. Основные уравнения

2.2. Структура поверхности горения
2.3. Модель выгорания частиц окислителя
^ 2.4. Результаты моделирования
Выводы
3. АГЛОМЕРАЦИЯ МЕТАЛЛА ПРИ ГОРЕНИИ ГЕТЕРОГЕННЫХ
КОНДЕНСИРОВАННЫХ СМЕСЕЙ
3.1. Физическая модель агломерации металла при горении ГКС
3.2. Роль структуры ГКС в процессе агломерации
3.2.1. Диспергирование кластеров при плавлении
3.2.2. Ультрадисперсный алюминий
3.2.3. Крупнодисперсный алюминий
3.3. Математическая формулировка модели агломерации
3.3.1. Вывод основного уравнения
3.3.2. Частные модели
3.3.2.1. Эффективное сечение захвата а(М,т)
3.3.2.2. Вероятность отрыва агломерата от поверхности А(М)
3.3.3. Точные решения уравнения агломерации
3.3.4. Результаты моделирования
3.4. Моделирования агломерации методом Монте-Карло
3.4.1. Описание метода
3.4.2. Определение параметров АА5 и АУдр
3.4.3. Модели столкновений агломерат - субагломерат
3.4.4. Результаты моделирования
3.5. Уточненная модель агломерации алюминия при горении ГКС
3.5.1. Формулировка мод ели
* 3.5.1.1. Отрывающая сила
3.5.1.2. Удерживающая сила

1. СТРУКТУРЫ ГЕТЕРОГЕННЫХ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СМЕСЕЙ
С математической точки зрения моделирование структуры ГКС сводится к случайному размещению в пространстве непересекающихся твердых (в простейшем случае сферических) частиц с заданной дисперсностью и объемной концентрацией [13,30,42,109,118,165,189].
1.1.Случайное размещение частиц в пространстве
Задача случайного размещения в пространстве твердых сфер (или твердых дисков на плоскости), имеющих заданное распределение диаметров, имеет не только прикладное, но и фундаментальное значение, так как встречается во многих разделах науки. Задача относится к разряду комбинаторных, исследуемых методами статистической геометрии [3,62,117,160,166,196,199,201].
Аналитическое решение этой задачи, даже в простейшем случае, отсутствует, поэтому основным методом исследования остается компьютерное моделирование. Однако, и в этом случае не существует общего метода размещения в пространстве частиц, имеющих произвольное заданное распределение диаметров. Прямое решение этой задачи методом перебора даже для небольшого числа частиц занимает недопустимо большое время и очень часто не приводит к конечному результату.
Основная трудность заключается в том, что размещенные частицы не должны пересекаться.
В настоящее время известны и достаточно подробно исследованы такие методы размещения частиц в пространстве, как "точечный процесс твердых оболочек", "точечный процесс Гиббса", "модель Штраусса", "пространственный процесс рождения и гибели" и др. [3,62,173,196,199,201]. Однако, область применения этих методов очень ограничена, так как они обладают слабой схо-