Институт вычислительной математики и математической геофизики СОРАН

Тезисы докладов

Статистическое моделирование и методы Монте-Карло

Короткие цилиндрические каналы широко используются во многих технических устройствах. Численное исследование течений в каналах малых размеров приобретают все большую актуальность в связи с возможностью учитывать различные эффекты и особенности геометрии в применении к конкретным инженерным задачам. В то же время, нарастает необходимость выполнять расчеты переходных режимов течений в сложных структурах с единых позиций молекулярной газовой динамики. В данной работе Методом прямого статистического моделирования исследуются течения газа в цилиндрических каналах различной конфигурации для переходного режима течения при числах Кнудсена 0,005$div $0,1. В канале постоянного сечения изучались эффекты в кнудсеновском слое, связанные со скольжением газа на стенке при диффузном законе отражения молекул. Получены зависимости коэффициента скольжения от числа Кнудсена, хорошо совпадающие с известными экспериментальными значениями. Из рассмотрения радиальных и продольных зависимостей гидродинамических параметров газа (скорости, давления, температуры и плотности), выявлены закономерности в формировании начального гидродинамического участка, автомодельного течения и выходного участка при истечении в пространство низкого давления для относительно коротких труб ( extit{L/d$sim $}10). Получено, что в диапазоне чисел Кнудсена 0,01$div $0,05 параболический профиль скорости формируется на расстоянии 2--3 калибров. Появление новых эффектов в течении разреженного газа наблюдается в задаче о дисковом вентиляторе. Экспериментально установлено, что при давлении ниже 30 тор расходная характеристика дисковых вентиляторов падает, что не имеет достаточно обоснованного теоретического объяснения. Данная работа, не претендуя на всеобъемлющее описание течения газа в ДВ, позволяет на наш взгляд определить главную причину снижения скорости в ДВ при низких давлениях. В силу сложности геометрии канала ДВ и ограниченных ресурсах имеющейся вычислительной мощности компьютера моделирование течения разреженного одноатомного газа было выполнено на прямой цилиндрической трубе. С помощью граничных условий удалось смоделировать следующее. Труба состоит из трех примыкающих друг к другу секций. Центральная секция обладает движущимися стенками, увлекающими газ в продольном направлении с заданной скоростью. Крайние секции неподвижны с диффузным отражением на стенках. На торцах заданы периодические граничные условия: вход и выход замкнуты друг на друга. Таким образом газ может циркулировать, благодаря движению стенок средней секции трубы. Варьируя диаметром трубы, длинами секций и скоростью движения стенок, возможно получать различные конфигурации течения. В частности, образование вихря, существенным образом влияющего на пропускную способность такого канала. Целью работы являлось выявление закономерностей поведения вихря и условий, позволяющих снизить его влияние на уменьшение пропускной способности канала. Предполагается, что установленные закономерности течения разреженного газа в трубе имеют место быть и в ДВ.

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2000, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2000, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск
    Дата последней модификации: 06-Jul-2012 (11:52:06)