Диссертация (Моделирование процессов тепломассопереноса при течении двухфазных потоков в зернистых средах), страница 16

64. - pp. 2281-2290.60. Monaghan J.J. Smoothed Particle Hydrodynamics and Its DiverseApplications / J.J. Monaghan // Annu. Rev. Fluid Mech. - 2012. - vol. 44. pp. 323–346.61. Pokusaev B.G. Numerical and analytical approaches to modeling criticaltwo-phase flow with granular layer / B.G.

Pokusaev, D.P. Khramtsov, E.A.Tairov, P.V. Khan // Journal of Engineering Thermophysics. - 2018. - vol.27, 1. - pp. 20-29.62. Jeong J.H. Smoothed particle hydrodynamics Applications to heatconduction / J.H. Jeong, M.S. Jhona, J.S. Halowb, J. Osdol // Comp. Phys.Comm. - 2003. - vol. 153. - pp.

71-84.63. Покусаев Б.Г. Экспериментальное и численное моделированиемежфазного массообмена газового пузыря в зернистой засыпке и геле /Б.Г. Покусаев, Д.А. Некрасов, С.П. Карлов, Д.П. Храмцов // ТОХТ. 2016. - т.50, №5. - С. 508-515.64. Hjartarson H. Simulation of two-phase flow in geothermal pipes usingsmoothed particle hydrodynamics / H. Hjartarson, M.P. Joonsson, H.Palsson // Proceedings, Thirty-Sixth Workshop on Geothermal ReservoirEngineering. - 2011.65.

Li Q. Simulation of flow and heat transfer with evaporation in a porouswick of a CPL evaporator on pore scale by lattice Boltzmann method / Q. Li,K. Zhao, Y.M. Xuan // Int. Journ. of Heat and Mass Transfer. -2011. - vol.54. - pp. 2890-2901.66. Покусаев Б.Г. Процессы переноса в многофазной среде / Б.Г. Покусаев//ТОХТ.

- 2007. - т.41, №1. - С. 35.10767. Деревич И.В. Анализ пневматического транспорта дисперсныхматериалов в импульсном режиме подачи газа / И.В. Деревич, А.Ю.Фокина // Инженерный Журнал: Наука и инновации. - 2012. - № 4. - С.29.68. Яблонский В.О. Течение реологически сложной суспензии вцилиндроконическом гидроциклоне / В.О.

Яблонский, Г.В. Рябчук //Теор. основы хим. технологии.- 2005. - т.39, №4. - С. 355.69. Hatwalne Y. Rheology of active-particle suspensions / Y. Hatwalne, S.Ramaswamy, M. Rao, R.A. Simha // Phys Rev Lett. - 2004. - vol. 92.70. Полянсков Ю.В. Модель седиментации твёрдых частиц изразнородных материалов / Ю.В. Полянсков, А.Н. Евсеев, В.А.Поройков // Вестник Самарского государственного аэрокосмическогоуниверситета им. академика С.П. Королёва (национальногоисследовательского университета).

- 2012. - т.33, №2.71. Yagi H. Gas absorption into a slurry accompanied by chemical reaction withsolute from sparingly soluble particles / H. Yagi, H. Hikita // The ChemicalEngineering Journal. - 1987. - vol. 36, 3. - pp. 169.72. Дубровский Г.В. Изотермическая кинетика монослойной адсорбции врамках приближения решеточного газа / Г. В. Дубровский, Д.А.

Бауман// Матем. моделирование. - 1997. - т.9, №1. - С. 85-98.73. Beenackers A.A.С.М. Mass Transfer in Gas-Liquid Slurry Reactors /A.A.С.М. Beenackers, W.P.M. Van Swaaij // Chem. Eng. Sci. - 1993. - vol.48. - pp. 3109-3139.74. Cates M.E. Lattice Boltzmann simulations of liquid crystalline fluids: activegels and blue phases / M.E. Cates, O. Henrich, D. Marenduzzo, K. Stratford// Soft Matter. - 2009. - vol.20.

- pp. 3791-3800.75. Ladd C. Lattice-Boltzmann Simulations of Particle-Fluid Suspensions / C.Ladd, R. Verberg // Journal of Statistical Physics. - 2001. - vol. 104, 5. - pp.1191.76. Aidum C. Lattice Boltzmann simulation of solid particles suspended in fluid/C. Aidum, Y. Lu // Journal of Statistical Physics. - 1995. - vol. 81, 1. - pp.49.77. Ladd J.C. Numerical Simulations of Particulate Suspensions via adiscretized Boltzmann Equation.

Numerical results. / J.C. Ladd // J. FluidMech. - 1994. - pp. 271-311.78. Chen S. Lattice Boltzmann method for fluid flows / S. Chen, G. Doolen //Annu. Rev. Fluid Mech. - 1998. - vol. 30. - pp. 329.79. Гонопольский А.М. Технология удаления пищевых отходов из мест ихобразования / А.М. Гонопольский, Е.В. Зинякина // Мастер. IX108Международная конференция “Теория и практика современной науки”.- 2013. - С. 18- 21.80. Идельчик И.Е.

Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И.Е.Идельчик. - М.: Машиностроение, 1992.81. Obrechta C. Scalable lattice Boltzmann solvers for CUDA GPU clusters. /C. Obrechta, F. Kuznikb, B. Tourancheaud, J. Rouxb // Parallel Computing.- 2013. - vol. 39, 6. - pp. 259.82. Weiss R.G. Molecular gels: Materials with self-assembled fibrillar networks/ R.G.

Weiss, P. Terech // Springer Science & Business Media. - 2006.83. Pokusaev B.G. Peculiarities of diffusion in gels / B.G. Pokusaev, S.P.Karlov, A.V. Vyazmin, D.A. Nekrasov // Thermophysics andAeromechanics. - 2013. - vol. 20, 6. - pp. 749.84. Гольдштик М.А. Процессы переноса в зернистом слое / М.А.Гольдштик. - Н.: ИТ СО РАН, 2005. - 358 с.85. Покусаев Б.Г., А.К. Некрасов, Д.А. Некрасов Математическоемоделирование переходных процессов в кольцевом канале с зернистымслоем при вскипании недогретой воды.

Прогрев пристенной области /Б.Г. Покусаев, А.К. Некрасов, Д.А. Некрасов // Теплофизика высокихтемператур. - 2007. - т.45, 3. - С. 400 - 40786. Зейгарник Ю.А. Обобщение опытных данных по внутреннемутеплообмену в пористых структурах / Ю.А. Зейгарник, Ф.П. Иванов //ТВТ. - 2010. - т.48, №3. - С. 402-408.87. Поляев В.М.

Гидродинамика и теплообмен в пористых элементахлетательных аппаратов / В.М. Поляев, В.А. Майоров, Л.В. Васильев. М.: Машиностроение, 1988. - 168 с.88. Минко К.Б. Гидравлическое сопротивление и эффективнаятеплопроводность засыпок из сферических частиц / К.Б. Минко, В.И.Артемов, Г.Г. Яньков // Вестник МЭИ. - 2011. - №4. - С. 47-55.89. Бороздин А.В. Экспериментальное исследование и численноемоделирование гидродинамики и теплообмена в шаровых засыпках /А.В. Бороздин, А.Н.

Варава, А.В. Дедов, А.Т. Комов, С.А.Малаховский, Ю.В. Сморчкова // Тепловые Процессы В Технике. 2015. -т.7. - С. 295-30090. Варава А.Н. Исследование гидравлического сопротивления итеплообмена в однофазном закрученном потоке при одностороннемнагреве / А.Н. Варава, А.В. Дедов, А.Т. Комов, В.В. Ягов //Теплофизика Высоких Температур. - 2006. - т.44.

- С. 699-70891. Фисенко В.В. Критические двухфазные потоки / В.В. Фисенко. - М.:Атомиздат, 1978. - 160 с.10992. Делайе Дж. Теплообмен и гидродинамика двухфазных потоков ватомной и тепловой энергетике / Дж. Делайе, М. Гио, М. Ритмюллер. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 424 с.93. Хлесткин Д.А. Метастабильное истечение воды и высоковлажнойпароводяной смеси / Д.А. Хлесткин. - М.: ИИКЦ Эльф-3, 2004.94.

Лозовецкий В.В. Сопротивление шаровых засыпок при течении одно- идвухфазных сред / В.В. Лозовецкий, Ф.В. Пелевин // ИФЖ. - 2009. т.82, №2. - С. 283-288.95. Авдеев А.А. Гидродинамическое сопротивление потока пароводянойсмеси в шаровой засыпке / А.А. Авдеев, Р.И. Созиев // ТВТ. - 2008. т.46, №2. - С. 251-256.96. Таиров Э.А. Потери давления при течении жидкости в слое шаровыхчастиц / Э.А. Таиров, С.А. Васильев, И.Н. Семчегов // Дисперсныепотоки и пористые среды: Тр. РНКТ-5. - 2010. - т.5. - С.

226 - 229.97. Зейгарник Ю.А. К определению характерного линейного размера длятеплогидравлического расчета пористых структур / Ю.А. Зейгарник,Ф.П. Иванов // ТВТ. - 2013. - т.51, №1. - С. 144-147.98. Поляков А.Ф. Тепловое состояние и теплообмен в пористойметаллической оболочке при проникающем охлаждении / А.Ф.Поляков // ТВТ.

- 2013. - т.51, №4. - С. 571-577.99. Голованов А.Н. Моделирование процесса тепломассопереноса всистеме пористого охлаждения при фазовых превращениях / А.Н.Голованов, А.С. Якимов, А.А. Краснов // ТВТ. - 2012. - т.50, №5. - С.685-691.100.Сорокин В.В. Гидродинамика и теплообмен шаровых засыпок вусловиях активной зоны водо-водяных ядерных реакторов смикротвэлами / В.В. Сорокин. – Минск: Беларус. Навука, 2010. - 191 с.101.Кириллов П.Л. Теплогидравлические процессы в ЯЭУ:Справочник по теплогидравлическим расчетам в ядерной энергетике.Т.1 / П.Л. Кириллов, В.П. Бобков, А.В. Жуков, Ю.С. Юрьев.

- М.:ИздАТ, 2010.102.Wesseling P. Principles of Computational Fluid Dynamics / P.Wesseling. - Berlin: Springer-Verlag, 2001.103.Reddy R., Banerjee R. GPU accelerated VOF based multiphase flowsolver and its application to sprays / R. Reddy, R. Banerjee // Computers &Fluids. - 2015. - vol. 117. - pp. 287-303104.Губайдуллин А.А., Ивандаев А.И., Нигматулин Р.И.Модифицированный метод “крупных частиц” для расчетанестационарных волновых процессов в многофазных дисперсных110средах / А.А. Губайдуллин, А.И. Ивандаев, Р.И. Нигматулин // Ж.вычисл. матем.

и матем. физ. - 1977. - т. 17. - с. 1531–1544105.Храмцов Д.П. Особенности гидродинамики концентрированныхводных суспензий в гладкой трубе / Б.Г. Покусаев, А.М. Гонопольский,Д.А. Некрасов, Д.П. Храмцов, Е.В. Зинякина // Теоретические основыхимической технологии. - 2015, Т.

49, №2. - С. 169–174106.Храмцов Д.П. Технология пульповой переработки и удаленияпищевых отходов из мест их образования / А.М. Гонопольский, Б.Г.Покусаев, Е.В. Зинякина, Д.П. Храмцов, Д.А. Некрасов // Экология ипромышленность России. - 2014, №12, С. 4-7107.ХрамцовД.П.Экспериментальноеисследованиеимоделирование процесса всплытия и массообмена газовых снарядов внаклонных трубах / Б.Г. Покусаев, Д.А. Некрасов, Д.П. Храмцов //Теоретические основы химической технологии. - 2016. - Т. 50, №3. - С.245–250.111ПРИЛОЖЕНИЕ// функция распределенияvoid initialize_distrFunc(){// действие внешней силы (напр. гравитация)body_force_x = body_force*sin(body_force_dir/(180.0/M_PI));body_force_y = -body_force*cos(body_force_dir/(180.0/M_PI));body_force_z = 0;tmp_ux = 0.0;tmp_uy = 0.0;tmp_uz = 0.0;for (x=0; x<nx; x++){for (y=0; y<ny; y++){for (z=0; z<nz; z++){if (solid[x][y][z] == 0){ux[x][y][z] = tmp_ux;uy[x][y][z] = tmp_uy;for (k=0; k<Q; k++){vel1 = ex[k]*ux[x][y][z] + ey[k]*uy[x][y][z];vel3 = ux[x][y][z]*ux[x][y][z] + uy[x][y][z]*uy[x][y][z];vel2 = vel1 * vel1;feq[k] = wi[k]*rho[x][y][z]*(1.0 + 3.0*vel1 + 4.5*vel2 - 1.5*vel3);fp[x][y][z][k] = feq[k];fn[x][y][z][k] = feq[k];} // k} //solid}// z} // y} // x}// обновление физических величинvoid update(){//расчет для всей областиfor (x=0; x<nx; x++){for (y=0; y<ny; y++){for (z=0; z<nz; z++){if (solid[x][y][z]==0){//расчет плотности и компонент скоростей по x и y112tmp_rho =fp[x][y][z][0]+fp[x][y][z][1]+fp[x][y][z][2]+fp[x][y][z][3]+fp[x][y][z][4]+fp[x][y][z][5]+fp[x][y][z][6]+fp[x][y][z][7]+fp[x][y][z][8];tmp_ux = (fp[x][y][z][1]+fp[x][y][z][2]+fp[x][y][z][8]-fp[x][y][z][4]-fp[x][y][z][5]fp[x][y][z][6])/tmp_rho;tmp_uy = (fp[x][y][z][2]+fp[x][y][z][3]+fp[x][y][z][4]-fp[x][y][z][6]-fp[x][y][z][7]fp[x][y][z][8])/tmp_rho;if ( (tmp_rho!=tmp_rho)&&(error == 0) ){// проверка на переполнениеprintf("tmp_rho=%f\n",&tmp_rho);error = 1;printf("Error x=%d y=%d z=%d at Timestep=%d\n", x, y, z, t);errorfile = fopen("error.log","w");fprintf(errorfile, "Error x=%d y=%d z=%d at Timestep=%d\n", x, y, z, t);fclose(errorfile);}//учёт действия внешней силыtmp_ux += tau*body_force_x;tmp_uy += tau*body_force_y;rho[x][y][z] = tmp_rho;ux[x][y][z] = tmp_ux;uy[x][y][z] = tmp_uy;}// сила взаимодействия между частицами, модель Schan-Chenphi[x][y][z] = 1.0-exp(-rho[x][y][z]);}}}for (x=0; x<nx; x++){for (y=0; y<ny; y++){for (z=0; z<nz; z++){if (solid[x][y][z]==0){bot = (y+ny-1)%ny;top = (y+1)%ny;lef = (x+nx-1)%nx;rig = (x+1)%nx;tmp_rho = rho[x][y][z];tmp_phi = phi[x][y][z];tmp_ux = ux[x][y][z];tmp_uy = uy[x][y][z];// градиент силы взаимодействия между частицами по x и ygrad_phi_x = (phi[rig][y][z]-phi[lef][y][z])/w1;grad_phi_y = (phi[x][top][z]-phi[x][bot][z])/w1;grad_phi_x+= (phi[rig][top][z]-phi[lef][top][z]+phi[rig][bot][z]-phi[lef][bot][z])/w2;grad_phi_y+= (phi[rig][top][z]+phi[lef][top][z]-phi[lef][bot][z]-phi[rig][bot][z])/w2;// потенциал взаимодействия при равновесной скорости113tmp_ux += tau*(-G*tmp_phi*grad_phi_x)/tmp_rho;tmp_uy += tau*(-G*tmp_phi*grad_phi_y)/tmp_rho;ux[x][y][z] = tmp_ux;uy[x][y][z] = tmp_uy;uxyz2 = (tmp_ux)*(tmp_ux) + (tmp_uy)*(tmp_uy);ux2 = tmp_ux*tmp_ux;uy2 = tmp_uy*tmp_uy;uz2 = tmp_uz*tmp_uz;uxy2 = ux2+uy2;uxz2 = ux2+uz2;uyz2 = uy2+uz2;uxy = 2.0*tmp_ux*tmp_uy;uxz = 2.0*tmp_ux*tmp_uz;uyz = 2.0*tmp_uy*tmp_uz;tmp_fn[0] = fp[x][y][z][0] - (fp[x][y][z][0] - (wi[0]*tmp_rho*(1.0 - 1.5*uxyz2)))/tau;tmp_fn[1] = fp[x][y][z][1] - (fp[x][y][z][1] - (wi[1]*tmp_rho*(1.0 + 3.0*tmp_ux+4.5*ux2- 1.5*uxyz2)))/tau;tmp_fn[2] = fp[x][y][z][2] - (fp[x][y][z][2] - (wi[2]*tmp_rho*(1.0 + 3.0*(+tmp_ux+tmp_uy)+ 4.5*(uxy2+uxy) - 1.5*uxyz2)))/tau;tmp_fn[3] = fp[x][y][z][3] - (fp[x][y][z][3] - (wi[3]*tmp_rho*(1.0 + 3.0*tmp_uy+4.5*uy2- 1.5*uxyz2)))/tau;tmp_fn[4] = fp[x][y][z][4] - (fp[x][y][z][4] - (wi[4]*tmp_rho*(1.0 + 3.0*(-tmp_ux+tmp_uy)+ 4.5*(uxy2-uxy) - 1.5*uxyz2)))/tau;tmp_fn[5] = fp[x][y][z][5] - (fp[x][y][z][5] - (wi[5]*tmp_rho*(1.0 - 3.0*tmp_ux+4.5*ux2- 1.5*uxyz2)))/tau;tmp_fn[6] = fp[x][y][z][6] - (fp[x][y][z][6] - (wi[6]*tmp_rho*(1.0 + 3.0*(-tmp_ux-tmp_uy)+ 4.5*(uxy2+uxy) - 1.5*uxyz2)))/tau;tmp_fn[7] = fp[x][y][z][7] - (fp[x][y][z][7] - (wi[7]*tmp_rho*(1.0 - 3.0*tmp_uy+4.5*uy2- 1.5*uxyz2)))/tau;tmp_fn[8] = fp[x][y][z][8] - (fp[x][y][z][8] - (wi[8]*tmp_rho*(1.0 + 3.0*(+tmp_ux-tmp_uy)+ 4.5*(uxy2-uxy) - 1.5*uxyz2)))/tau;streaming(x, y, z);}}}}for (x=0; x<nx; x++){for (y=0; y<ny; y++){for (z=0; z<nz; z++){if (solid[x][y][z]!=0){boundary(x, y, z);streaming_boundary(x, y, z);}}}}tmp_f = fp;fp = fn;114fn = tmp_f;}// движение частицvoid streaming(int x, int y, int z){top = (y+1)%ny;bot = (y+ny-1)%ny;rig = (x+1)%nx;lef = (x+nx-1)%nx;fn[x][y][z][0] = tmp_fn[0];fn[rig][y][z][1] = tmp_fn[1];fn[rig][top][z][2] = tmp_fn[2];fn[x][top][z][3] = tmp_fn[3];fn[lef][top][z][4] = tmp_fn[4];fn[lef][y][z][5] = tmp_fn[5];fn[lef][bot][z][6] = tmp_fn[6];fn[x][bot][z][7] = tmp_fn[7];fn[rig][bot][z][8] = tmp_fn[8];}// взаимодействие с препятствиямиvoid boundary(int x, int y, int z){tmp = fn[x][y][z][1];fn[x][y][z][1] = fn[x][y][z][5];fn[x][y][z][5] = tmp;tmp = fn[x][y][z][2];fn[x][y][z][2] = fn[x][y][z][6];fn[x][y][z][6] = tmp;tmp = fn[x][y][z][3];fn[x][y][z][3] = fn[x][y][z][7];fn[x][y][z][7] = tmp;tmp = fn[x][y][z][4];fn[x][y][z][4] = fn[x][y][z][8];fn[x][y][z][8] = tmp;}// взаимодействие жидкости и газа с препятствиямиvoid streaming_boundary(int x, int y, int z){top = (y+1)%ny;bot = (y+ny-1)%ny;rig = (x+1)%nx;lef = (x+nx-1)%nx;fn[x][y][z][0] = fn[x][y][z][0];fn[rig][y][z][1] = fn[x][y][z][1];fn[rig][top][z][2] = fn[x][y][z][2];fn[x][top][z][3] = fn[x][y][z][3];fn[lef][top][z][4] = fn[x][y][z][4];fn[lef][y][z][5] = fn[x][y][z][5];fn[lef][bot][z][6] = fn[x][y][z][6];115fn[x][bot][z][7] = fn[x][y][z][7];fn[rig][bot][z][8] = fn[x][y][z][8];}int geom(double rhol, double rhoh){static const char filename[] = "img.dat";FILE *file = fopen ( filename, "r" );int y = ny-1;int z = 0;if ( file != NULL ){char line [ nx+2 ]; // nx+2 - 2 байта на символ перевода на новую строкуwhile ( fgets ( line, sizeof line, file ) != NULL ) // считывание строки{for (x=0;x<nx;x++) {if (line[x] == '2') {solid[x][y][z] = 1;rho[x][y][z] = rho_boundary*(rhol-rhoh)+rhoh;} elseif (line[x] == '1') {solid[x][y][z] = 0;rho[x][y][z] = rhoh;} else {solid[x][y][z] = 0;rho[x][y][z] = rhol;}}y = y - 1;}fclose ( file );}else{perror ( filename ); // вывод ошибки в случае если файл не открылся}return 0;}// расчет плотностиvoid sph_density(){for(int i = 0; i < part_n; i++){int x = (int)(pos[i][0] / len[0]);int y = (int)(pos[i][1] / len[1]);int z = (int)(pos[i][2] / len[2]);density[i] = 0;for(int delta_x = -1; delta_x <= 1; delta_x++){if(x + delta_x < 0) continue;for(int delta_y = -1; delta_y <= 1; delta_y++){if(y + delta_y < 0) continue;for(int delta_z = -1; delta_z <= 1; delta_z++){116if(z + delta_z < 0) continue;}for(auto j : grid[x + delta_x][y + delta_y][z + delta_z]){// Assume unit massvec delta = pos[j] - pos[i];density[i] += mass * Gauss_kernel(delta);}}}}}// расчет сил взаимодействияvoid sph_forces(){for(int i = 0; i < part_n; i++){vec f_out = density[i] * g;vec f_tension = vec(0, 0, 0);vec f_pressure = vec(0, 0, 0);vec f_viscosity = vec(0, 0, 0);int x = (int)(pos[i][0] / len[0]);int y = (int)(pos[i][1] / len[1]);int z = (int)(pos[i][2] / len[2]);for(int delta_x = -1; delta_x <= 1; delta_x++){if(x + delta_x < 0) continue;for(int delta_y = -1; delta_y <= 1; delta_y++){if(y + delta_y < 0) continue;for(int delta_z = -1; delta_z <= 1; delta_z++){if(z + delta_z < 0) continue;for(auto j : grid[x + delta_x][y + delta_y][z + delta_z]){if(j == i) continue;vec delta = pos[i] - pos[j];float avgPressure = (pressure(density[i]) +pressure(density[j])) / 2.f;f_tension = f_tension - tension * Gauss_kernel(delta) *density[i] * delta;f_pressure = f_pressure - avgPressure * mass / density[j]* Gauss_kernel(delta);f_viscosity = f_viscosity + (viscosity * mass / density[j] *Gauss_kernel(delta)) * (vel[j] - vel[i]);}}}}acc[i] = (f_out + f_pressure + f_viscosity + f_tension) / density[i];}}.