RAS Energy, Mechanics & ControlПрикладная математика и механика Journal of Applied Mathematics and Mechanics

  • ISSN (Print) 0032-8235
  • ISSN (Online) 3034-5758

Numerical Study of the Influence of Boundary Conditions on Calculations of the Dynamics of Polydisperse Gas Suspension

PII
10.31857/S0032823524030066-1
DOI
10.31857/S0032823524030066
Publication type
Article
Status
Published
Authors
Volume/ Edition
Volume 88 / Issue number 3
Pages
422-433
Abstract
The work numerically simulates the flow of a polydisperse gas suspension in a channel. The carrier medium was described as a viscous, compressible, heat-conducting gas. The mathematical model implemented a continuum technique for the dynamics of multiphase media, taking into account the interaction of the carrier medium and the dispersed phase. For each component of the mixture, a complete hydrodynamic system of equations of motion for the carrier phase and dispersed phase fractions was solved. The dispersed phase consisted of particles with different sizes of dispersed inclusions. For the carrier medium, homogeneous Dirichlet boundary conditions were specified on the side surfaces of the channel. For fractions of the dispersed phase, boundary conditions for slippage. The influence of the boundary conditions of the flow of the carrier medium on the dynamics of gas suspension fractions has been revealed.
Keywords
континуальная модель полидисперсная газовзвесь межфазное взаимодействие граничные условия
Date of publication
01.03.2024
Year of publication
2024
Number of purchasers
0
Views
36

References

  1. 1. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Дрофа, 2003. 784 с.
  2. 2. Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. М.: Наука, 1978. 336 с.
  3. 3. Стернин Л.Е. Двухфазные моно- и полидисперсные течения газа с частицами. М.: Машиностроение, 1980. 176 с.
  4. 4. Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных сред. М.: Энергоиздат, 1981. 472 с.
  5. 5. Кутушев А.Г. Математическое моделирование волновых процессов в аэродисперсных и порошкообразных средах. СПб.: Недра, 2003, 284 с.
  6. 6. Федоров А.В., Фомин В.М., Хмель Т.А. Волновые процессы в газовзвесях частиц металлов. Новосибирск: Параллель, 2015. 301 c.
  7. 7. Вараксин А.Ю. Двухфазные потоки с твердыми частицами, каплями и пузырями: проблемы и результаты исследований (обзор) // Теплофизика высоких температур. 2020. Т. 58. №4. С. 646–669.
  8. 8. Пахомов М.А., Терехов В.И. Влияние закрутки потока на теплоперенос в газокапельном потоке за внезапным расширением трубы // Теплофизика высоких температур. 2018. Т. 56. №3. С. 431–438.
  9. 9. Широкова Е.Н., Садин Д.В. Волновые и релаксационные эффекты при истечении газовзвеси, частично заполняющей цилиндрический канал// Компьют. исслед. и моделир. 2023. Т. 15. №6. С. 1495–1506.
  10. 10. Федоров А.В., Хмель Т.А., Лаврук С.А. Выход гетерогенной детонационной волны в канал с расширением // Горение и взрыв. 2017. Т. 10. №3. С. 58–63.
  11. 11. Волков К.Н. Качественный анализ и численное моделирование движения частицы в канале с проницаемыми стенками с учетом действия массовых сил // ИФЖ. 2013. Т. 86. №6. С. 1212–1218.
  12. 12. Абед А.Х., Щеклеин С.Е., Пахалуев В.М. Теплообмен сферического элемента с водовоздушным потоком аэрозоля в цилиндрическом канале // Теплофиз. и аэромех. 2020. Т. 27. №1. С. 109–119.
  13. 13. Xu Z., Yu X., Han Z., Wang Y. Simulation of particle fouling characteristics with improved modeling on two different tubes // Powder Technol. 2021. V. 382. С. 398–405.
  14. 14. Xiao W., Jin T., Luo K., Dai Q., Fan J. Eulerian–Lagrangian direct numerical simulation of preferential accumulation of inertial particles in a compressible turbulent boundary layer // J. of Fluid Mech. 2020. V. 903. https://doi.org/10.1017/jfm.2020.601
  15. 15. Трусов П.В., Зайцева Н.В., Цинкер М.Ю., Бабушкина А.В. Моделирование течения запыленного воздуха в респираторном тракте // Рос. ж. биомех. 2018. Т. 22. №3. С. 301–314.
  16. 16. Широкова Е.Н. Численное исследование импульсного струйноготечения неоднородной газодисперсной смеси // Физ.-хим. кин. в газ. дин. 2022. Т. 23. №4. С. 72–83.
  17. 17. Земерев Е.С., Малинин В.И. Анализ течения порошково-газовой среды в коническом канале с выпускным отверстием // Вестн. Пермского национального исследовательского политехнич. ун-та. Аэрокосмич. техн. 2016. №47. С. 154–176.
  18. 18. Еникеев И.Х. Математическое моделирование газопылевых течений в сепараторах соплового типа // Теплофиз. и аэромех. 2020. Т. 27. №1. С. 99–108.
  19. 19. Ali S., Waheed K., Qureshi K., Irfan N., Ahmed M., Siddique W., Farooq A. Experimental investigation of aerosols removal efficiency through self-priming Venturi scrubber // Nuclear Enging. &Technol. 2020. V. 52. №10. P. 2230–2237.
  20. 20. Болотнова Р.Х., Гайнуллина Э.Ф. Влияние теплообменных процессов на снижение интенсивности сферического взрыва в водной пене // ПММ. 2019. Т. 83. №3. С. 468–477.
  21. 21. Xiu Z., Nie W., J Yan J., Chen D., Cai P., Liu Q., Du T., Yang B. Numerical simulation study on dust pollution characteristics and optimal dust control air flow rates during coal mine production // J. of Cleaner Prod. 2020. V. 248.
  22. 22. Салахова Э.И., Зинуров В.Э., Харьков В.В., Глухова П.Е., Лавриков В.А., Николаев А.Н. Численное моделирование очистки газа от твердых взвешенных частиц в сепарационном устройстве с вогнутыми отражающими элементами // Научно-технич. Вестн. Поволжья. 2023. №8. С. 10–14.
  23. 23. Ватузов Д.Н. Теоретические предпосылки создания аппаратов очистки воздуха в трубках и щелевых каналах от высокодисперсного капельного аэрозоля // Градостр. и архитектура. 2016. Т. 25. №4. С. 40–43.
  24. 24. Ferreira R., Falco D., Oliveira V., Pinto A. 1D+ 3D two-phase flow numerical model of a proton exchange membrane fuel cell // Appl. Energy. 2017. V. 203. P. 474–495.
  25. 25. Alkhedhair A., Jahn I., Gurgenci H., Guan Z., He S., Lu Y. Numerical simulation of water spray in natural draft dry cooling towers with a new nozzle representation approach // Appl. Thermal Engng. 2016. V. 98. P. 924–935.
  26. 26. Yan X., Zhou Y., Diao H., Gu H., Li Y. Development of mathematical model for aerosol deposition under jet condition // Annals of Nuclear Energy. 2020. V. 142.
  27. 27. Tukmakov A.L. Model of motion and sedimentation of a charged gas suspension in an electric field // J. Engng. Phys.&Thermophys. 2014. vol. 87. no. 1. P. 38–47.
  28. 28. Нигматулин Р.И., Губайдуллин Д.А., Тукмаков Д.А. Ударно-волновой раздет газовзвесей // Докл. РАН. 2016. Т. 466. №4. С. 418–421.
  29. 29. Тукмаков А.Л., Тукмаков Д.А. Динамика заряженной газовзвеси с начальным пространственно неравномерным распределением средней плотности дисперсной фазы при переходе к равновесному состоянию // Теплофизика высоких температур. 2017. Т. 55. №4. С. 509–512.
  30. 30. Тукмаков Д.А. Численное исследование влияния свойств газовой составляющей взвеси твердых частиц на разлет сжатого объема газовзвеси в двухкомпонентной среде // ИФЖ. 2020. Т. 93. №2. С. 304–310.
  31. 31. Тукмаков А.Л., Тукмаков Д.А. Численное исследование влияния параметров дисперсных частиц на осаждение твердой фазы электрически заряженной полидисперсной газовзвеси // Изв. Сарат. Ун-та. Новая сер. Сер.: Математика.Механика. Информатика. 2022. Т. 22. №1. С. 90–102.
  32. 32. Губайдуллин Д.А., Тукмаков Д.А. Численное исследование массопереноса дисперсных частиц при прохождении ударной волны по моно- и полидисперсной газовзвеси // ПММ. 2023. Т. 87. №3. С. 461–474.
  33. 33. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. Т. 2. М.: Мир, 1991. 552 c.
  34. 34. Музафаров И.Ф., Утюжников С.В. Применение компактных разностных схем к исследованию нестационарных течений сжимаемого газа // Математическое моделирование. 1993. №3. C. 74–83.
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library