Abstract
Данная работа посвящена численному моделированию процесса распространения удар-ной волны малой интенсивности из чистого газа в неоднородную среду представляющеюсобой газовую взвесь твердых частиц. В вычислительных экспериментах рассматривалиськак электрические нейтральные, так и заряженные взвеси твердых частиц. В использо-ванной в работе математической модели сохранение компонент импульса несущей средыописывалось системой уравнений Навье-Стокса для сжимаемого газа в двухмерной поста-новке. При описании взаимодействия несущей и дисперсной фазы газовзвеси учитывалисьсила Стокса, динамическая сила Архимеда, сила присоединённых масс, также учитывал-ся межфазный теплообмен. Для дисперсной компоненты смеси решалась полная гидроди-намическая система уравнений движения, включавшая в себя уравнение неразрывности,сохранений импульса и энергии. Система уравнений математической модели дополненнаяграничными условиями решалась явным конечно-разностным методом второго порядкаточности. Также в численной модели использовался алгоритм подавления численных ос-цилляций. Численное моделирование показало, что наличие электрического заряда в дис-персной компоненте смеси оказывает воздействие на движение дисперсной компонентыи вследствие межфазного взаимодействия на течение газа. В результате численных рас-чётов было выявлено, что увеличение размера частиц приводит к существенному ростумежфазного скоростного скольжения. Было определено, что интенсивность скоростногоскольжения между несущей и дисперсной фазами в электрически заряженной запылён-ной среде возрастает в направлении увеличения удельной силы Кулона, в то время как вэлектрически нейтральной газовзвеси рост скоростного скольжения происходит в направ-лении движения ударной волны.
Highlights
The paper is devoted to numerical modeling of the process
In the mathematical model used in the work
the conservation of the momentum components of the carrier medium was described by the system of NavierStokes equations
Summary
Одним из разделов современной механики жидкости и газа является механика многофазных сред. Частным случаем многофазных сред являются гетерогенные смеси-среды, состоящие из компонент имеющих разные агрегатные состояния. Например, могут быть газовзвеси — газокапельные и запылённые среды [1-9]. В ряде случаев возникает необходимость моделирования течений газовзвесей компоненты, которых движутся как под действием аэродинамических сил, так и под действием электрических сил [10-15]. Изучение таких процессов требует определения того насколько существенно влияют силы различной природы на общею динамику смеси. В данной работе исследуется воздействие электрического заряда и механических свойств частиц дисперсной компоненты смеси на распространение ударной волны из чистого газа в запылённую среду
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have