Теоретически исследована динамика слабых возмущений конечной амплитуды в двухфазной гомогенной среде (газ и твердые частицы) с неравновесной химической реакцией в газовой фазе. С помощью асимптотического подхода обоснована нелинейная модель эволюции одномерных возмущений, учитывающая кинетико-волновое взаимодействие и диссипативные свойства, включая межфазный обмен теплом и импульсом. Проанализированы условия потери устойчивости однородного состояния системы. Получено нелинейное эволюционное уравнение для плоских возмущений при слабой дисперсии и диссипации.
Обоснован критерий усиления низкочастотных возмущений однородного состояния среды. Показано, что эффект неустойчивости носит пороговый характер: возмущения усиливаются, если тепловыделение реакции преобладает над обобщенными диссипативными потерями энергии. Как следствие, однородный режим протекания реакции спонтанно изменяется. Проанализирована роль нелинейности в установлении спектра возмущений. В результате действия неустойчивости и нелинейности в системе могут формироваться самоподдерживающиеся слабые ударные волны. Выполнено численное моделирование эволюции газодинамических возмущений при различных соотношениях между диссипативными свойствами двухфазной среды и кинетическими параметрами реакции.
Полученные результаты численного моделирования эволюции возмущений в гомогенной неравновесной двухфазной среде (газ + твердые частицы) с распределенной химической реакцией в газовой фазе демонстрируют эффект самоорганизации в системе – формирование стабильной периодической структуры, период, амплитуда и скорость которой зависят от свойств среды. Проанализировано изменение этих параметров в зависимости от соотношения между диссипативными свойствами среды и кинетическими характеристиками неравновесной химической реакции.
| Файл тезисов: | Sharypov_Anufriev_abstract.pdf |
| Файл с полным текстом: | Sharypov_Anufriev_paper.pdf |