Аннотация:
Рассматривается распространение ударной волны в смеси газа и мелких твердых частиц с учетом различия их скоростей и наличием собственного давления фазы частиц, которое описывается уравнениями типа Андерсона и др. Предложена приближенная математическая модель течения, в которой можно пренебречь зависимостью давления первой (газовой) фазы от объемной концентрации частиц, однако учитываются члены, представляющие произведение объемной концентрации фаз на градиент давления газа. Оказалось, что при данном представлении уравнения состояния математическая модель имеет гиперболический тип. Для этой системы уравнений механики гетерогенных сред дана классификация типов ударных волн, реализующихся в данной смеси. Высказанные утверждения о типах иллюстрируются численными расчетами в стационарной и нестационарной постановках, для чего развит численный метод типа TVD.
Ключевые слова:
смесь газа и твердых частиц, давление фазы частиц, структура ударной волны, замороженные и дисперсионные ударные волны, численные методы.
Образец цитирования:
А. В. Федоров, И. А. Бедарев, “Структура ударных волн в газовзвеси с хаотическим давлением частиц”, Матем. моделирование, 29:6 (2017), 3–20; Math. Models Comput. Simul., 10:1 (2018), 1–14
D. A. Gubaidullin, D. A. Tukmakov, “Numerical Investigation of the Mass Transfer of Dispersed Particles during the Passage of a Shockwave in a Mono and Polydisperse Gas Suspension”, Прикладная математика и механика, 87:3 (2023), 461
D. A. Gubaidullin, D. A. Tukmakov, “Numerical Study of the Effect of Polydispersity on the Mass Transfer of the Dispersed Phase during the Passage of a Shock Wave through a Gas Suspension”, Fluid Dyn, 58:7 (2023), 1373
Olga P. Stoyanovskaya, Vitaliy V. Grigoryev, Tatiana A. Savvateeva, Maksim S. Arendarenko, Elizaveta A. Isaenko, Tamara V. Markelova, “Multi-fluid dynamical model of isothermal gas and buoyant dispersed particles: Monodisperse mixture, reference solution of DustyWave problem as test for CFD-solvers, effective sound speed for high and low mutual drag”, International Journal of Multiphase Flow, 149 (2022), 103935
O. Stoyanovskaya, M. Davydov, M. Arendarenko, E. Isaenko, T. Markelova, V. Snytnikov, “Fast method to simulate dynamics of two-phase medium with intense interaction between phases by smoothed particle hydrodynamics: gas-dust mixture with polydisperse particles, linear drag, one-dimensional tests”, J. Comput. Phys., 430 (2021), 110035
T Markelova, O Stoyanovskaya, M Arendarenko, E Isaenko, V Snytnikov, “Acoustic waves in monodisperse and polydisperse gas-dust mixtures with intense momentum transfer between phases”, J. Phys.: Conf. Ser., 1666:1 (2020), 012050
А. В. Федоров, Т. А. Хмель, “О качественных свойствах столкновительной модели для описания ударно-волновой динамики газовзвесей”, Матем. моделирование, 31:3 (2019), 3–22; A. V. Fedorov, T. A. Khmel, “About qualitative properties of the collisional model for description of shock-wave dynamics of gas particle suspensions”, Math. Models Comput. Simul., 11:5 (2019), 818–830
A. V. Panov, “Invariant solutions and submodels in two-phase fluid mechanics generated by 3-dimensional subalgebras: barochronous flows”, Int. J. Non-Linear Mech., 116 (2019), 140–146
S M Voronin, A V Panov, M M Turov, “Spherically symmetric stationary flows of a gas suspension”, J. Phys.: Conf. Ser., 1404:1 (2019), 012051
Khmel T., Fedorov A., “Qualitative Properties of a Model of Two-Phase Media For Description of Dynamics of Collisional Gas Particle Mixtures”, AIP Conference Proceedings, 2027, ed. Fomin V., Amer Inst Physics, 2018, 030159-1