ШЕКТІ ӨЛШЕМДЕГІ ЕРКІН ҚОЗҒАЛАТЫН ҚАЛҚЫМАЛЫ ҚАТТЫ БӨЛШЕКТЕРДІҢ ҚАТЫСУЫМЕН ЫДЫРАЙТЫН ТУРБУЛЕНТТІКТІ САНДЫҚ МОДЕЛЬДЕУ
DOI:
https://doi.org/10.26577/JMMCS202512848Кілттік сөздер:
батырылған бөлшектер, турбуленттілік, көп фазалық ағындар, LBM, DNSАннотация
Осы жұмыста біз шекті өлшемді сферикалық бөлшектермен жүктелген ыдырайтын біртекті изотропты турбуленттіліктің тікелей сандық модельдеу нәтижелерін ұсынамыз. Сұйық фазаның динамикасы торлы Больцман әдісімен (LBM) шешіледі, ол қозғалыстағы бөлшектер бетінде жабысып тұру шекаралық шарттарын қою үшін интерполяцияланған шағылысу (IBB) сұлбасы қолданылған. Әдістің дәлдігі сынақтық есептерде тексерілді, соның ішінде сфералық бөлшектін шөгу тәжірибесімен және бірфазалы турбуленттілікке арналған псевдоспектралды әдіс нәтижелерімен салыстыру орындалдды. Есептеулер Тейлор масштабы бойынша бастапқы Рейнольдс сандарының мәні Reλ=20-45 диапазонында болғанда және бөлшектердің көлемдік үлесі 2.5% кезінде жүргізілді. Нәтижелер бөлшектердің шекті өлшемдері ағынның ұсақмасштабты құрылымдарын күшейтіп, турбуленттік кинетикалық энергияның бірфазалы жағдаймен салыстырғанда тезірек өшуін жеделдететінін көрсетті. Энергетикалық спектрлерді талдау энергияның үлкен масштабтардан кіші масштабтарға ауысуын айқындады. Бұл нәтижелер бөлшектер бар ағындардағы турбуленттілікті модуляциялау механизмдері туралы жаңа мәліметтер береді және «бөлшек–турбуленттілік» өзара әрекеттесуін толық шешілетін зерттеулерге LBM әдісінің қолданбалығын көрсетеді.
