Численное исследование динамики газовзвесей в нелинейных волновых полях

• Автор: Тукмаков, Дмитрий Алексеевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Содержание
Список обозначений
Введение
Глава 1. Численное моделирование волновой динамики газа на основе явной схемы Мак-Кормака
§1.1 Современное состояние исследований по динамике гетерогенных систем, основные направления исследований
§1.2 Применение явной конечно-разностной схемы Мак-Кормака для описания продольных колебаний газового столба
§ 1.3 Численное решение задач динамики идеального газа
§1.4 Численное моделирование продольных колебаний газового столба в закрытой трубе
§1.5 Способ увеличения интенсивности колебаний газа, генерируемых в акустическом резонаторе
Выводы
Глава 2. Численное исследование эволюции ударной волны в газовзвеси с учетом неравномерного начального пространственного распределения частиц
§2.1 Уравнения движения несущей и дисперсной фазы
§2.2 Моделирование одномерной и двумерной ударной волны в газовзвеси
Выводы
Глава 3. Численное моделирование дрейфа дисперсной фазы газовзвеси в нелинейных волновых полях
§3.1 Система уравнений динамики монодисперсной газовзвеси в осесимметричном случае
§3.2 Колебание газовзвеси в закрытой трубе
§3.3 Нелинейные колебания газовзвеси и дрейф твердой фазы в акустическом резонаторе проточного типа
Выводы
Глава 4. Численное моделирование разлета газовзвеси в двухкомпонентной гелиево-воздушной среде
§4.1 Модель движения двухкомпонентного газа
§4.2 Распространение ударной волны в плоском канале, заполненном воздухом
§4.3 Распад разрыва двухкомпонентного газа в трубе
§4.4 Моделирование ударных волн при разлете сжатого объема газовзвеси твердых частиц
Выводы
Заключение
Список литературы
Список используемых обозначений.
х, у- пространственные декартовы координаты в продольном (или осевом) в поперечном (или радиальном) направлении,
1- время,
р- плотность несущей фазы, р- давление несущей фазы,
Т- температура несущей фазы,
и - продольная (осевая) составляющая скорости несущей фазы,
V - поперечная (радиальная ) составляющая скорости несущей фазы,
Рх, Яу - х и у составляющие силы межфазного трения,
, Ру - безразмерные составляющие силы межфазного трения, тхх, тху, Туу - составляющие тензора вязких напряжений в газе,
I - внутренняя энергия несущей фазы, е - полная энергия несущей фазы,
Ср- удельная теплоемкость газа при постоянном давлении,
Су- удельная теплоемкость газа при постоянном объеме, у = Ср/ Су -постоянная адиабаты, р.- динамическая вязкость газа,
Я- газовая постоянная воздуха, а- объемное содержание дисперсной фазы, рш- физическая плотность дисперсной фазы,
Рг средняя плотность дисперсной фазы, г - радиус частиц дисперсной фазы,
Т|- температура дисперсной фазы,
Ог тепловой поток между несущей и дисперсной фазами,
О- дилатация, п - концентрация частиц,
V, V!- модули векторов скоростей несущей и дисперсной фазы,
волны в и скорости спутного потока V выполняется по следующим формулам [96]:

Здесь рі я р2 - давление невозмущенного и возмущенного газа.

Рисунок 1.2. Давление газа на конце трубы (а); скорость спутного потока (б) в моменты времени г=0,112; 1=0,337; Г=0,563; /=0,789 при скорости поршня ио=17 м/с.

Рисунок 1.3. Скорость спутного потока в момент времени 1=0.22 для различных скоростей поршня: а- ио=17м/с, б- ио=34 м/с, в- ио= 51 м/с.
Задача решалась явным методом Мак-Кормака в системе координат с неподвижным поршнем, на поверхности которого составляющие скорости