ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЛОТНОСТИ МАТЕРИАЛА ДИСПЕРСНОЙ КОМПОНЕНТЫ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ГЕНЕРАЦИИ АКУСТИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИ ЗАРЯЖЕННОЙ ГАЗОВЗВЕСИ
https://doi.org/10.25587/SVFU.2020.77.39.008
Аннотация
Статья посвящена моделированию течения запыленной среды, которое вызвано внутренним электрическим зарядом дисперсной компоненты. В данной работе рассматривается влияние физической плотности материала дисперсных частиц на интенсивность генерируемого в запыленной среде возмущения давления. Применяемая для моделирования процесса математическая модель учитывает скоростную и тепловую неравновесность потока двухфазной среды. Для каждой из компонент смеси решалась полная гидродинамическая система уравнений движения сплошной среды, включавшая в себя уравнения непрерывности, уравнения сохранения пространственных составляющих импульса и уравнения сохранения энергии. Система уравнений динамики многофазной среды решалась с помощью явного конечно-разностного метода второго порядка точности. В результате численного моделирования было выявлено, что увеличение физической плотности материала электрически заряженных частиц приводит к увеличению интенсивности генерируемого акустического возмущения.
Об авторе
Д. А. Тукмаков
Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр» Российской академии наук
Россия
Россия
Тукмаков Дмитрий Алексеевич
Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр» Российской академии наук, ул. Лобачевского, 2/31, Казань 420111
Список литературы
1. Нигматулин Р. И. Динамика многофазных сред. М.: Наука, 1987. Ч. 1.
2. Кутушев А. Г. Математическое моделирование волновых процессов в аэродисперсных и порошкообразных средах. СПб.: Недра, 2003.
3. Федоров А. В., Фомин В. М., Хмель Т. А. Волновые процессы в газовзвесях частиц металлов. Новосибирск: Наука, 2015.
4. Садин Д. В. TVD-схема для жестких задач волновой динамики гетерогенных сред негиперболического неконсервативного типа // Журн. вычисл. математики и мат. физики. 2016. Т. 56, № 12. С. 2098–2109.
5. Вараксин Ю. А., Протасов М. В., Яценко В. П. Анализ механизмов осаждения твердых частиц на стенки каналов // Теплофизика высоких температур. 2013. № 5. С. 738–746. 6. Еремеева Н. Г., Куличкина Т. П., Матвеев И. А., Никифорова Л. В., Яковлев Б. В. Моделирование движения частицы в наклонной плоскости под действием потока воды // Мат. заметки СВФУ. 2019. Т. 26, № 4. С. 73–82.
6. Mehrabadi M., Tenneti S., Garg R., Subramaniam S. Pseudo-turbulent gas-phase velocity fluctuations in homogeneous gas-solid flow: fixed particle assemblies and freely evolving suspensions // J. Fluid Mech. 2015. V. 770. P. 210–246
7. Пахомов М. А., Терехов В. И. Влияние испарения капель на структуру течения и тепломассобмен в ограниченном закрученном газокапельном потоке за его внезапным расширением // Теплофизика и аэромеханика. 2018. № 6. С. 865–875.
8. Zhuoqing A., Jesse Z. Correlating the apparent viscosity with gas-solid suspension flow in straight pipelines // Powder Technol. 2019. V. 345. P. 346–351.
9. Tadaa Y., Yoshioka S., Takimoto A., Hayashi Y. Heat transfer enhancement in a gas-solid suspension flow by applying electric field // Int. J. Heat Mass Transfer. 2016. V. 93. P. 778– 787.
10. Jaiswal S., Hall T., LeBlanc S., Mukherjee R., Thomas E. Effect of magnetic field on the phase transition in a dusty plasma // Phys. Plasmas. 2017. V. 24. 113703.
11. Зинченко С. П., Толмачев Г. Н. О накоплении продуктов распыления сегнетоэлектрической мишени в плазме тлеющего высокочастотного разряда // Прикл. физика. 2012. № 5. С. 53–56.
12. Дикалюк А. С., Суржиков С. Т. Численное моделирование разреженной пылевой плазмы в нормальном тлеющем разряде // Теплофизика высоких температур. 2012. Т. 50, № 5. С. 611–619.
13. Губайдуллин Д. А. Тукмаков Д. А. Численное исследование эволюции ударной волны в газовзвеси с учетом неравномерного распределения частиц // Мат. моделирование. 2014. Т. 26, № 10. С. 109–119.
14. Нигматулин Р. И., Губайдуллин Д. А., Тукмаков Д. А. Ударно-волновой разлет газовзвесей // Докл. АН. 2016. Т. 466, № 4. C. 418-421.
15. Тукмаков А. Л., Тукмаков Д. А. Генерация акустического возмущения движущейся заряженной газовзвесью // Инж.-физ. журн. 2018. № 5. С. 1–7.
16. Тукмаков А. Л., Кашапов Н. Ф., Тукмаков Д. А., Фазлыйяхматов М. Г. Процесс осаждения заряженной полидисперсной газовзвеси на поверхность пластины в электрическом поле // Теплофизика высоких температур. 2018. Т. 56, № 4. С. 498–502.
17. Тукмаков Д. А. Численное моделирование колебаний электрически заряженной гетерогенной среды, обусловленных межкомпонентным взаимодействием // Изв. вузов. Прикл.
18. нелин. динамика. 2019. Т. 27, № 3. С. 73–85.
19. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. М.: Дрофа, 2003.
20. Fletcher C. A. Computation techniques for fluid dynamics. Berlin: Springer-Verl., 1988.
21. Музафаров И. Ф., Утюжников С. В. Применение компактных разностных схем к исследованию нестационарных течений сжимаемого газа // Мат. моделирование. 1993. Т. 5, № 3. С. 74–83.
22. Тукмаков А. Л. Численное моделирование акустических течений при резонансных колебаниях газа в закрытой трубе // Изв. вузов. Авиацион. техника. 2006. № 4. С. 33–36
23. Сальянов Ф. А. Основы физики низкотемпературной плазмы, плазменных аппаратов и технологий. М.: Наука, 1997.
24. Крылов В. И., Бобков В. В., Монастырный П. И. Вычислительные методы. М.: Наука, 1977. Т. 2.
Рецензия
Для цитирования:
Тукмаков Д.А. ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЛОТНОСТИ МАТЕРИАЛА ДИСПЕРСНОЙ КОМПОНЕНТЫ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ГЕНЕРАЦИИ АКУСТИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИ ЗАРЯЖЕННОЙ ГАЗОВЗВЕСИ. Математические заметки СВФУ. 2020;27(4):99-109. https://doi.org/10.25587/SVFU.2020.77.39.008
For citation:
Tukmakov D.A. NUMERICAL STUDY OF INFLUENCE OF THE DISPERSION COMPONENT MATERIAL DENSITY ON INTENSITY OF ACOUSTIC PULSE GENERATION IN AN ELECTRICALLY CHARGED GAS SUSPENSION. Mathematical notes of NEFU. 2020;27(4):99-109. (In Russ.) https://doi.org/10.25587/SVFU.2020.77.39.008
Просмотров:
26
JATS XML
Послать статью по эл. почте 