Novosibirsk, Russia, May, 30 – June, 4, 2011

International Conference
"Modern Problems of Applied Mathematics and Mechanics: Theory, Experiment and Applications", devoted to the 90th anniversary of professor Nikolai N. Yanenko

Pakhomov M.   Terekhov V.  

Численное моделирование динамики течения и тепломассообмена в турбулентном газокапельном пограничном слое

Reporter: Pakhomov M.

     В работе рассмотрено двумерное стационарное обтекание плоской изотермической пластины турбулентным потоком смеси воздуха и монодисперсных капель жидкости с учетом их испарения и диффузии пара в воздух с применением эйлерова подхода, предложенного Тереховым и Пахомовым (2008).
      На первом этапе было выполнено сопоставление результатов численных расчетов по модели с результатами измерений Rogers and Eaton (1991) турбулентного обтекания вертикальной пластины потоком воздуха с твердыми частицами. Проведенное сопоставление результатов численного анализа с экспериментальными данными свидетельствует об их количественном согласии.
      Увеличение концентрации жидкости приводит к несколько большему наполнению профиля скорости, что вызвано испарительными процессами в окрестности стенки. Наличие жидкой фазы в потоке оказывает большее влияние на распределение температур. Трение увеличивается пропорционально размеру дисперсной фазы и ее концентрации, а у теплообмена есть некий оптимум, до которого теплообмен с возрастанием размера капель увеличивается, а далее – снижается за счет значительного уменьшения площади межфазной поверхности. Добавление испаряющихся капель приводит к снижению уровня турбулентности газа, причем этот эффект возрастает с ростом размера дисперсной фазы. Небольшие частицы хорошо вовлекаются в турбулентной движение газа и отнимают часть энергии турбулентности. Степень увеличения теплообмена может достигать больших величин (примерно в четыре раза по сравнению с однофазным потоком). Естественно, что с ростом концентрации капель теплообмен интенсифицируется и этот эффект более заметен на небольших расстояниях от начала расчетной области.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проектов РФФИ 09-08-00929) и Фонда Президента РФ для молодых кандидатов наук (грант МК-504.2010.8).

Abstracts file: Пахомов_Терехов2.doc
Full text file: Pakhomov_Terekhov.pdf


To reports list
© 1996-2017, Institute of computational technologies of SB RAS, Novosibirsk