Исследование особенностей всплытия пузырьков воздуха и твердых сфер

Козелков А. С., Ефремов В. Р., Дмитриев С. М., Куркин А. А., Пелиновский Е. Н., Тарасова Н. В., Стрелец Д. Ю.

Представлены результаты численного моделирования всплытия пузырьков и твердых сфер диаметром 1—20 мм в воде. Анализ основан на численном решении полной системы уравнений Навье—Стокса для двухфазной среды в трехмерной постановке неявным способом. Межфазная границы газ-вода автоматически отслеживается методом выделения объемной доли. Движение твердых сфер моделируется с применением методики «Химера». Особое внимание уделено изучению локальных физических характеристик процесса движения. Проводится сравнение средних расчетных скоростей всплытия с экспериментальными данными. Показан периодичный (зигзагообразный или спиралеобразный) характер траектории движущихся пузырьков, связанный с изменением их формы и с формированием за ними характерного турбулентного следа. Получена корреляция скорости всплытия пузырьков с действующими на него силами. Для твердых сфер выявлена тенденция изменения траектории всплытия по мере возрастания числа Галилея.

Скачать