Исследование феномена распада вихря в несмешиваемых средах методом решёточных уравнений Больцмана
М.В. Сальников1, К.С. Кинзин1,2, И.В. Наумов1,2, Р.И. Мулляджанов1,2
1Институт теплофизики им. C.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
salnikovitsbras@gmail.com
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
k.kinzin@g.ngs.ru
Ключевые слова: многокомпонентная жидкость, решеточные уравнения Больцмана, закрученный поток, распад вихря
Страницы: 637-650
Аннотация
Проведено численное исследование вихревого течения двухкомпонентной жидкости в цилиндрической области. Использованная для численных расчетов модель основывается на методе решеточных уравнений Больцмана (LBM). Интеграл столкновения в данной модели определен приближением MRT. Взаимодействие компонент жидкостей описывается моделью диффузного интерфейса, где использовано приближение псевдопотенциалов. Основной недостаток подхода - дисбаланс дискретных сил межкомпонентного взаимодействия и, как следствие, возникновение псевдотоков в области перехода между двумя компонентами. В рамках проведенного численного исследования установлен качественный вид функции псевдопотенциала и величина коэффициента взаимодействия компонент жидкостей, для которых псевдотоки оказываются наименьшими, а диффузный переход - наиболее узким. Выполнено численное моделирование задачи вращения двух компонент в цилиндре и определены области параметров числа Рейнольдса и относительного удлинения цилиндра, при которых появляется рециркуляция на оси цилиндра. Показано, что результаты моделирования с хорошей точностью соответствуют экспериментальным данным.
|
