МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И УПРАВЛЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ ДВУХФАЗНЫХ ТЕЧЕНИЙ С ТВЕРДЫМ ТЕЛОМ
Автор: Иван Алексеевич Амелюшкин
Соавторы: Стасенко Альберт Леонидович
Организация: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (ЦАГИ)
Моделирование нестационарных дисперсных течений в неоднородных средах, и их взаимодействием с обтекаемым телом представляет большой научный и практический интерес в широком спектре областей науки и техники. Сложность строго математического моделирования стохастической динамики множества тел в градиентных средах и стохастический характер их траекторий в градиентных средах при экспериментальном исследовании продиктовали построение новых подходов в математическом и численном моделировании динамики таких течений. Кроме того, построена система уравнений стохастической динамики частиц естественного происхождения, которые имеют возможность самостоятельно перемещаться под действием градиента тепла, освещенности, поддерживать постоянную температуру и уклоняться от столкновений с препятствиями. Определены безразмерные управляющие параметры подобия таких течений. Развиты численные алгоритмы молекулярного моделирования управления взаимодействием дисперсных систем и реальных газов с поверхностью твердых тел, обладающих различной степенью гидрофобности. В частности, аналитически получены зависимости коэффициентов восстановления нормальных компонент скорости молекул от поверхности твердого тела в зависимости температуры Дебая, температуры и безразмерного параметра AK= εw-m/εm-m ≈ 0.5(1+cosθ), который можно трактовать как отношение энергий εw-m взаимодействия между молекулой потока и атомом поверхности к характерной энергии εm-m взаимодействия молекул потока между собой, θ – угол смачивания. Полученные решения существенно сокращают объем вычислительных ресурсов при расчете коэффициентов отскока частиц от поверхности твердых тел. Кроме того, в представленном исследовании получена статистическая диаграмма, показывающая вероятность кристаллизации переохлажденной метастабильной жидкости при различных количествах и интенсивности механических воздействий.
