Аналіз вихорів Моффата всередині прямолінійного каналу зі вставками при малих числах Рейнольдса
Ключові слова:
вихори Моффата, в'язка рідина, ламінарний плин, прямолінійний канал, внутрішні вставки
Анотація
Розглянуто задачу про двовимірну течію в'язкої нестисливої рідини всередині прямолінійного каналу з системою вставок різної геометрії в наближенні малих чисел Рейнольдса. Задача розв’язана чисельно в термінах “функція току – завихренность” на рівномірній сітці з використанням простого явного методу з різницями проти потоку. Метод послідовної верхньої релаксації був застосований при розв’язанні рівнянь Пуассона для функції току і тиску. Показано, що в течії перед вставками і за ними утворюються циркуляційні зони (вихори Моффата). Встановлено кількісна залежність розмірів і форми кутових вихрових структур від швидкості осьового потоку. Визначено рівні втрат на тиск, викликаний зменшенням ефективного перетину каналу.Завантаження
##plugins.generic.usageStats.noStats##
Посилання
Silliman R.H. William Thomson: Smoke rings and nineteenth-century atomism // ISIS. – 1963. – Vol.54, N4. – p.461-474.
Saffman P.G., Baker G.R. Vortex interactions // Annual Review of Fluid Mechanics. – 1979. – Vol.11, N1. – p.95-121.
Бэтчелор Д. Введение в динамику жидкости.:М: Мир, 1973. – 758с.
Мелешко В.В., Константинов М.Ю. Динамика вихревых структур // К: Наукова думка., 1993. – 280с.
Moffatt H.K. Viscous and resistive eddies near a sharp corner // Journal of Fluid Mechanics. – 1964. – Vol.18. N1. – p.1-18.
Trueba J.L., Arrayбs M. Vorticity field, helicity integral and persistence of entanglement in reaction-diffusion systems // Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical. – 2009. – Vol.42, N28. – p.282001.
Oliveira M.S.N., Rodd L.E., McKinley G.H., Alves M.A. Simulations of extensional flow in microrheometric devices // Microfluidics and nanofluidics. – 2008. – Vol.5, N6. – p.809-826.
Denn M.M. Fifty years of non-Newtonian fluid dynamics // AIChE journal. – 2004. – Vol.50, N10. – p.2335-2345.
Bajer K., Moffatt H.K.. Tubes, Sheets and Singularities in Fluid Dynamics – London: Kluwer Academic Publishers, 2003. – 384p.
Gomilko A.M., Malyuga V.S., Meleshko V.V. On steady Stokes flow in a trihedral rectangular corner // Journal of Fluid Mechanics. – 2003. – Vol.476 – p. 159-177.
Roberts E.P.L., Mackley M.R. The simulation of stretch rates for the quantitative prediction and mapping mixing within a channel flow // Chemical Engineering Science, 1995. – V.50, N.23. – p.3727-3746.
Halpern D., Wei H.H. Electroosmotic flow in a microcavity with nonuniform surface charges // Langmuir. – 2007. – Vol. 23, N18. – p.9505-9512.
Гуржий А.А., Шалденко А.В. Анализ процессов теплопередачи в криволинейных микроканалах, заполненных вязкой несжимаемой жидкостью // Восточно-европейский журнал передовых технологий. – 2015. – Т.78, N.6/8. – с.41-49.
Роуч П. Вычислительная гидромеханика / П.Роуч. – М.: Мир, 1980. – 616с.
Saffman P.G., Baker G.R. Vortex interactions // Annual Review of Fluid Mechanics. – 1979. – Vol.11, N1. – p.95-121.
Бэтчелор Д. Введение в динамику жидкости.:М: Мир, 1973. – 758с.
Мелешко В.В., Константинов М.Ю. Динамика вихревых структур // К: Наукова думка., 1993. – 280с.
Moffatt H.K. Viscous and resistive eddies near a sharp corner // Journal of Fluid Mechanics. – 1964. – Vol.18. N1. – p.1-18.
Trueba J.L., Arrayбs M. Vorticity field, helicity integral and persistence of entanglement in reaction-diffusion systems // Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical. – 2009. – Vol.42, N28. – p.282001.
Oliveira M.S.N., Rodd L.E., McKinley G.H., Alves M.A. Simulations of extensional flow in microrheometric devices // Microfluidics and nanofluidics. – 2008. – Vol.5, N6. – p.809-826.
Denn M.M. Fifty years of non-Newtonian fluid dynamics // AIChE journal. – 2004. – Vol.50, N10. – p.2335-2345.
Bajer K., Moffatt H.K.. Tubes, Sheets and Singularities in Fluid Dynamics – London: Kluwer Academic Publishers, 2003. – 384p.
Gomilko A.M., Malyuga V.S., Meleshko V.V. On steady Stokes flow in a trihedral rectangular corner // Journal of Fluid Mechanics. – 2003. – Vol.476 – p. 159-177.
Roberts E.P.L., Mackley M.R. The simulation of stretch rates for the quantitative prediction and mapping mixing within a channel flow // Chemical Engineering Science, 1995. – V.50, N.23. – p.3727-3746.
Halpern D., Wei H.H. Electroosmotic flow in a microcavity with nonuniform surface charges // Langmuir. – 2007. – Vol. 23, N18. – p.9505-9512.
Гуржий А.А., Шалденко А.В. Анализ процессов теплопередачи в криволинейных микроканалах, заполненных вязкой несжимаемой жидкостью // Восточно-европейский журнал передовых технологий. – 2015. – Т.78, N.6/8. – с.41-49.
Роуч П. Вычислительная гидромеханика / П.Роуч. – М.: Мир, 1980. – 616с.
Опубліковано
2016-06-24
Як цитувати
Гуржий, А. А., & Шалденко, А. В. (2016). Аналіз вихорів Моффата всередині прямолінійного каналу зі вставками при малих числах Рейнольдса. Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна, серія «Математичне моделювання. Інформаційні технології. Автоматизовані системи управління», 30, 48-58. вилучено із https://periodicals.karazin.ua/mia/article/view/6566
Номер
Розділ
Статті
