|
МОДЕЛИ В ФИЗИКЕ И ТЕХНОЛОГИИ
Моделирование течения тонкого слоя жидкости с учетом разрывов и шероховатости границ
В. А. Бруяка Самарский государственный технический университет,
Россия, 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 244
Аннотация:
Рассматривается задача о течении жидкости в тонком слое между шероховатыми поверхностями с учетом их сближения и разрывов слоя в местах гребневого контакта микронеровностей. Пространство между поверхностями рассматривается как пористая среда с переменной проницаемостью, зависящей от микропрофиля шероховатости и степени сближения поверхностей. Для получения зависимости проницаемости от сближения поверхностей выполняется расчет течения жидкости на малом участке слоя (100 мкм), для которого микропрофиль шероховатости моделируется с помощью фрактальной функции Вейерштрасса–Мандельброта. Расчетной является трехмерная область, заполняющая пустоты между выступами и впадинами микропрофилей поверхностей, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Сближение поверхностей приводит к тому, что в местах пересечения гребней микронеровностей появляются разрывы расчетной области. При заданном сближении и граничных условиях рассчитывается расход жидкости и перепад давления, на основании которых вычисляется проницаемость эквивалентной пористой среды. Результаты расчетов проницаемости, полученные для различных сближений шероховатых поверхностей, аппроксимированы степенной функцией. Это позволяет рассчитывать характеристики течения в тонком слое переменной толщины, имеющем характерную длину на несколько порядков больше масштабов шероховатости. В качестве примера, иллюстрирующего практическое применение данной методики, получено решение задачи о течении жидкости в зазоре между заготовкой и матрицей при гидропрессовании в трехмерной постановке при условии линейного уменьшения проницаемости эквивалентного пористого слоя.
Ключевые слова:
фрактальная поверхность, течение в тонком слое, моделирование шероховатости, проницаемость пористой среды, моделирование гидропрессования.
Поступила в редакцию: 04.09.2019 Исправленный вариант: 14.01.2020 Принята в печать: 25.03.2020
Образец цитирования:
В. А. Бруяка, “Моделирование течения тонкого слоя жидкости с учетом разрывов и шероховатости границ”, Компьютерные исследования и моделирование, 12:4 (2020), 795–806
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/crm817 https://www.mathnet.ru/rus/crm/v12/i4/p795
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 99 | PDF полного текста: | 55 | Список литературы: | 17 |
|