Numerical study of the influence of interphase interaction on the dynamics of the gas phase of a gas suspension in oblique shock wave

В данной работе представлена численная модель динамики газовзвеси в канале с изменяющейся геометрией. Для моделирования динамики газовзвеси применялась континуальная методика описания динамики неоднородной среды. Несущая среда описывалась как вязкий сжимаемый и теплопроводный газ. Для несущей среды и дисперсной компоненты решалась полная гидродинамическая система уравнений динамики включающая в себя уравнения сохранения плотности, уравнения сохранения пространственных составляющих импульса и энергии. Межфазный обмен импульса включал в себя динамическую силу Архимеда, силу присоединенных масс и силу аэродинамического сопротивления. Также учитывался теплообмен между несущей средой и дисперсной фазой. Течение неоднородной среды и однородного газа описывалось в канале с расширением. Для описания динамики сплошной среды в области с непрямоугольной формы осуществлялся переход к обобщенным координатам. Для интегрирования системы уравнений применялся конечно-разностным метод Мак-Кормака второго порядка точности. Для подавления численных осцилляций применялась схема нелинейной коррекции численного решения. Было проведено сопоставление результатов расчетов, проведенных для континуальной моделью динамики газовзвеси и решения двухмерной системы уравнений Навье–Стокса с аналогичным граничными условиями. В результате численных расчетов было выявлено, что межфазное взаимодействие оказывает существенное влияние на динамику несущей среды в газовзвеси. Динамика несущей среды в газовзвеси существенным образом отличается от динамики однородного газа. За счет межфазного взаимодействия интенсивность течения несущей среды в газовзвеси ниже, чем в однородном газе.