Авторы

Сопоставление математических моделей динамики электрически заряженных газовзвесей для различных концентраций дисперсной компоненты

Работа посвящена математическому моделированию динамики неоднородных электрически заряженных сред. В работе рассматриваются неоднородные среды газовзвеси – взвешенные в газе твердые частицы. Математическая модель реализует континуальный подход к моделированию динамики неоднородных сред. Полная гидродинамическая система уравнений решается для каждого компонента. Система уравнений динамики каждого компонента включает уравнения неразрывности массы, компоненты импульса и уравнение сохранения энергии для компонента смеси. Межкомпонентное взаимодействие учитывает обмен импульсом (силу аэродинамического сопротивления, силу присоединенных масс, динамическую силу Архимеда) и межкомпонентную теплопередачу. Несущая среда описывается как вязкий сжимаемый теплопроводный газ, течение – как поток с двумерной геометрией. Уравнения математической модели дополнены начальными и граничными условиями. Математическая модель учитывает пристеночную вязкость в канале. Система уравнений математической модели интегрирована явным конечно-разностным методом. Для получения монотонной сеточной функции использовалась нелинейная схема коррекции численного решения. Математическая модель дополнена уравнением Пуассона, описывающим электрическое поле, образованное электрически заряженными дисперсными включениями. Уравнение Пуассона интегрировано конечно-разностными методами на газодинамической сетке. Такой выбор расчетной сетки был необходим для расчета концентрации частиц, требуемой как для решения уравнения электрического поля, так и для расчета физических полей динамики неоднородных сред. Численно исследовано течение газовзвеси, вызванное движением дисперсных частиц под действием силы Кулона. Определены значения поверхностной и массовой плотностей, при которых результаты расчетов совпадают. Выявлено, что поверхностная и массовая модели зарядов эквивалентны относительно объемного содержания дисперсной компоненты. Читать дальше...