Семинар по аэромеханике

5.11.08 в комн. 240 в 11 ч.
Н.А. Лебедева
(Институт механики МГУ)
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗОН АККУМУЛЯЦИИ ЧАСТИЦ В ДИСПЕРСНЫХ ПОТОКАХ

Аннотация

В течениях дисперсных смесей (аэрозолей, запыленных газов, жидкостей с пузырьками, разреженных суспензий) дисперсная фаза обычно рассматривается как среда без давления. Такой континуум, будучи сильно сжимаемым, допускает образование локальных зон аккумуляции дисперсной фазы и появление особенностей в поле числовой концентрации частиц. Ключевую роль в процессе такого перераспределения примеси играют инерционные свойства частиц. Учет даже малой инерционности дисперсной фазы приводит к резкому изменению поля плотности числа частиц. В первую очередь неоднородности концентрации (включая «сборки» и «складки») возникают вблизи гидродинамических особенностей несущей фазы.
Целью данного исследования является анализ полей концентрации инерционных частиц для ряда примеров течений с выраженными кинематическими особенностями, для которых поля скоростей несущей фазы представляются известными точными либо автомодельными решениями. В работе рассматриваются следующие течения с особенностями: двумерные течения в окрестностях критических и стационарных точек, двумерное стационарное течение с локализованной завихренностью в окрестности слоя смешения двух потоков, стационарное осесимметричное взаимодействие вихря с плоскостью в рамках модели вязкой жидкости (течение типа «торнадо»), сдвиговое течение в плоском вертикальном канале.
Исследуются различные схемы межфазного взаимодействия и их влияние на механизмы возникновения зон предпочтительной аккумуляции частиц. Для расчета полей концентрации дисперсной примеси используется полный лагранжев метод, позволяющий рассчитывать концентрацию дисперсной фазы из решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений на выбранных траекториях частиц. В рассматриваемых течениях найдены возможные режимы