Моделирование концентрационной конвекции при различных давлениях и составах трехкомпонентной газовой смеси

A. S. Zhumali; V. N. Kossov; B. A. Satenova; A. S. Assylbekuly

doi:10.26577/JMMCS.2020.v108.i4.09

Авторлар

A. S. Zhumali Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы қ., Қазақстан http://orcid.org/0000-0003-3632-5483
V. N. Kossov Абай атындағы Қазақ ұлттық педагогикалық университетi, Алматы қ., Қазақстан http://orcid.org/0000-0002-8001-1644
B. A. Satenova Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы қ., Қазақстан http://orcid.org/0000-0003-2130-4794
A. S. Assylbekuly Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы қ., Қазақстан http://orcid.org/0000-0003-1995-8967

DOI:

https://doi.org/10.26577/JMMCS.2020.v108.i4.09

Кілт сөздер:

диффузия, концентрациялық конвекция, қысым, орнықсыздық, Больцман торлы әдiсi

Аңдатпа

Бұл мақалада Навье-Стокс теңдеулер жүйесi, үзiлiссiздiк теңдеуi және үш компоненттi қоспа компоненттерiнiң концентрацияларын сипаттауға арналған теңдеулердi шешу негiзiнде үшкомпоненттi газ қоспасындағы әр түрлi қысым мен қоспа құрамы өзгерiсiнiң концентрациялық конвекция үрдiсiне әсерiн математикалық және компьютерлiк моделдеу баяндалады. Ауыр газ және жеңiл газ параллелепипед формасындағы шектеулi ортаның жоғарғы жағында, ал орташа тығыздықтағы газ төменгi жағында орналасқан жағдайдағы процесс зерттеледi. Сандық есептеулер 0.55Ar+0.45He-N₂, 0.66Ar+0.34He-N₂және 0.55CO₂+0.45He-N₂жүйелерi үшiн бiрқалыпты тiкбұрышты торда жүргiзiлдi. Қысымның әр түрлi мәндерi берiлген кездегi аталмыш жүйелер үшiн аргон және көмiртек диоксиды концентрацияларының өзгерiс динамикасы суреттер түрiнде көрсетiледi. Сандық зерттеу нәтижелерi Батнагар-Гросс-Крук (BGK) аппроксимациясы қолданылған Больцман торлы теңдеулерi әдiсiнiң (LBM) D3Q27 моделi негiзiнде құрылған 3D сандық алгоритмi көмегiмен алынған. Жүргiзiлген есептеулер бойынша, үшкомпоненттi газ қоспаларында белгiлi бiр қысым мен құрам үшiн конвективтi ауытқулармен байланысты күрделi массатаралу болу мүмкiндiгi анықталды. Сандық алгоритмдi тексеру мақсатында бұл мақаланы жазу барысында алынған нәтижелер эксперименталды жолмен алынған нәтижелермен салыстырылып отырып, жақсы келiсiм бергенiн атап өту керек.