Мультифизическая модель течения гетерогенного потока при движении по каналу переменного сечения
- 1 — Санкт-Петербургский горный университет
- 2 — Университет прикладных наук имени Георга Агриколы
Аннотация
В статье рассмотрена задача, направленная на решение фундаментальных проблем разработки эффективных методов и средств проектирования, контроля и управления потоками течения жидкостей в трубопроводах переменного сечения, предназначенных для производства насосного оборудования, медицинских приборов и используемых в таких областях промышленности, как горная, химическая, пищевая и др. Выполнение имитационного моделирования движения потока по схеме скрученного лопастного статического смесителя позволяет оценить эффективность смешивания путем вычисления траектории и скоростей взвешенных частиц через смеситель, а также оценить потери напора на гидравлическое сопротивление потока. Модель исследует смешивание твердых частиц, растворенных в жидкости при комнатной температуре. Для визуализации процесса распределения частиц смеси по сечению и анализа эффективности смешения использовался модуль Poincaréplot программной среды COMSOL Multiphysics. Впервые разработана мультифизическая модель течения гетерогенного потока, которая подробно описывает физическое состояние жидкости во всех точках рассматриваемой области в начальный момент времени, учитывает конструктивные параметры канала (ориентация, размеры, материал и др.), задает законы изменения параметров на границах рассчитываемой области в условиях волнового изменения внутреннего сечения рабочей камеры-канала индукционного перистальтического насосного агрегата под воздействием энергии магнитного поля.
Литература
- Зайцев А.В. Моделирование течения вязкой жидкости в трубе / А.В.Зайцев, Ф.В.Пеленко // Научный электронный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. 2012. № 1. С. 163-168 Режим доступа: http://processes.open-mechanics.com/
- A mathematical model of fluid flow in tight porous media based on fractal assumptions / Y.Jin, X.Li, M.Y.Zhao, X.H.Liu, H.Li // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2017. № 108. Р. 1078-1088.
- Afrasiabikia P. Scenarios for improvement of water distribution in Doroodzan irrigation network based on hydraulic simulation / P.Afrasiabikia, A.P.Rizi, M.Javan // Computers and Electronics in Agriculture. 2017. № 135. Р. 312-320.
- Alexandrov V. Turbulent Transport of Solid Phase in Hydrotransport / V.Alexandrov, M.Vasilyeva // Papers presented at the 15th International Freight Pipeline Society Symposium; The Institute of Hydrodynamics AS CR, Academy of Sciences of the Czech Republic. Prague, 2014. P. 3-9.
- Ates S. Hydraulic modelling of control devices in loop equations of water distribution networks // Flow Measurement and Instrumentation. 2017. № 35. Р. 243-260.
- Boundedness and stabilization in a two-dimensional two-species chemotaxis-Navier-Stokes system with competitive kinetics / M.Hirata, S.Kurima, M.Mizukami, T.Yokota // Journal of Differential Equations. 2017. № 263(1). Р. 470-490.
- Bruno O.P. On the quasi-unconditional stability of bdf-adi solvers for the compressible Navier-Stokes equations and related linear problems / O.P.Bruno, M.Cubillos // Siam Journal on Numerical Analysis. 2017. № 55(2). Р. 892-922. DOI: 10.1137/15M1042279.
- Fang F. Mathematical Constraints in Multiscale Subgrid-Scale Modeling of Nonlinear Systems / F.Fang, M.W.Ge // Chinese Physics Letters. 2017. № 34(3), № 030501. DOI: 10.1088/0256-307X/34/3/030501.
- Lai M.C. A short note on Navier-Stokes flows with an incompressible interface and its approximations / M.C.Lai, Y.Seol // Applied Mathematics Letters. 2017. № 65. Р. 1-6. DOI: 10.1016/j.aml.2016.09.016.
- Modeling of Perforated Sill-Controlled Hydraulic Jump / M.Fathi-Moghadam, S.Kiani, P.Asiaban, R.Behrozi-Rad // International Journal of Civil Engineering. 2017. № 15(4А). Р. 689-695.
- Non-linear modelling and stability analysis of the PTGS at pump mode / L.Wang, Q.S.Han, D.Y.Chen, C.Z.Wu, X.Y.Wang // IET Renewable Power Generation. 2017. № 11(6). Р. 827-836.
- Nouri A.Z. Mathematical modeling of concrete pipes reinforced with CNTs conveying fluid for vibration and stability analyses // Computers and Concrete, 2017. № 19(3). Р. 325-331.
- Numerical modelling of a point-absorbing wave energy converter in irregular and extreme waves / W.C.Chen, I.Dolguntseva, A.Savin, Y.L.Zhang, W.Li, E.Svensson, M.Leijon // Applied Ocean Research. 2017. № 63. Р. 90-105. DOI: 10.1016/j.apor.2017.01.004.
- Olsen J.E. VLES turbulence model for an Eulerian-Lagrangian modeling concept for bubble plumes / J.E.Olsen, P.Skjetne, S.T.Johansen // Applied Mathematical Modelling. 2017. № 44. Р. 61-71.
- Ottosson A. A mathematical model of heat and mass transfer in Yankee drying of tissue / A.Ottosson, L.Nilsson, J.Berghel // Drying Technology. 2017. № 35(3). P. 323-334.
- Vasilyeva M. Justification of the Choice Matrix Material of the Magnetoactive Elastomer for Working Camera-Channel Peristaltic Unit // Materials Science Forum. 2016. № 870. P. 13-19.
- Vasilyeva M. Perspectives of Application of 3D Shape Memory Composite Materials for Peristaltic Transportation of Slurries // Key Engineering Materials. 2015. № 685. P. 291-294.