Новосибирск, Россия, 30 мая – 4 июня 2011 г.

Международная конференция
«Современные проблемы прикладной математики и механики: теория, эксперимент и практика», посвященная 90-летию со дня рождения академика Н.Н. Яненко
№ гос. регистрации 0321101160, ISBN 978-5-905569-01-2

Куперштох А.Л.  

Моделирование анизотропного распада бинарных смесей типа жидкость-растворенный газ в сильных электрических полях методом решеточных уравнений Больцмана

     Ранее было показано, что в сильных электрических полях возможен анизотропный распад на жидкую и газовую фазы для вещества, находящегося первоначально в однородном стабильном состоянии, для которого зависимость диэлектрической проницаемости от плотности нелинейная. Принципиально то, что новые участки менее плотной фазы возникают в виде узких цилиндрических образований, ориентированных вдоль поля.
     В данной работе исследуется анизотропный распад бинарных смесей типа жидкий диэлектрик-растворенный газ. Для компьютерного моделирования эволюции таких систем с возникающими границами раздела фаз жидкость-пар используется метод решеточных уравнений Больцмана (LBE), который представляет собой дискретную модель сплошной среды и в настоящее время широко применяется для моделирования течений жидкостей, включая многофазные и многокомпонентные.
     Параллельные вычисления выполнялись на графическом ускорителе nVIDIA GTX-580, имеющем 512 потоковых процессоров (ядер). Все ядра имеют доступ к относительно быстрой общей внутренней памяти объемом 1,5 Гигабайта. При этом ускорение расчетов достигало 70-90 раз. 
     Проведены двухмерные и трехмерные расчеты для неполярного жидкого диэлектрика, диэлектрическая проницаемость которого описывается законом Клаузиуса – Мосотти. Для бинарных систем с растворенным газом величина критического электрического поля на порядок меньше, чем для чистого жидкого диэлектрика.
     При пробое жидких диэлектриков в сильных электрических полях, локально достигающих величин ~ 1–10 МВ/см, описанная анизотропная неустойчивость, возможно, является определяющим механизмом зарождения газовой фазы, возникновения проводящих стримерных структур, их быстрого распространения в виде тонких ветвей (скорость роста может превышать 100 км/с), а также их ветвления в процессе распространения.
     Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 10-08-00805.
 

Файл тезисов: Kupershtokh.doc
Файл с полным текстом: Kupershtokh.pdf


К списку докладов
© 1996-2017, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск