Численное исследование течения тонкого слоя жидкости с испарением

Е.В. Резанова

Аннотация


Проводится численное исследование течения тонкого слоя вязкой несжимаемой жидкости, сопровождаемого спутным потоком газа. Жидкость движется по наклонной неравномерно нагретой твердой подложке и находится под действием силы тяжести. В качестве математической модели используются классические уравнения конвекции и обобщенные кинематическое, динамическое и энергетическое условия на термокапиллярной границе раздела. Вследствие параметрического анализа уравнений на термокапиллярной границе данные условия могут быть существенно упрощены. Эволюционное уравнение, полученное на основе кинематического условия, определяет изменение толщины жидкого слоя. Приведен численный алгоритм нахождения толщины слоя жидкости. Получены результаты численного моделирования стекания пленки для системы, где в качестве жидкости используется этанол, находящийся под действием потока азота. Представлено сравнение результатов численного моделирования, проведенного на основе уравнений конвекции Обербека-Буссинеска и уравнений Навье-Стокса и переноса тепла. Исследовано влияние угла наклона и характера нагрева твердой подложки на особенности течения жидкого слоя.

DOI 10.14258/izvasu(2016)1-30


Ключевые слова


приближение тонкого слоя; уравнение тонкого слоя; испарение; обобщенные условия на границе раздела; численный алгоритм

Полный текст:

PDF

Литература


Oron A., Davis S.H., Bankoff S.G. LongScale Evolution of Thin Liquid Films // Reviews of Modern Physics. — 1997. — V. 69 (3).

Miladinova S., Slavtchev S., Lebon G., Legros J.-C. Long-Wave Instabilities of NonUniformly Heated Falling Films // Fluid Mech. — 2002. — V. 453.

Кабов О.А., Кабова Ю.О., Кузнецов В.В. Испарение неизотермической пленки жидкости в микроканале при спутном потоке газа // ДАН. — 2012. — 446 (5).

Кабова Ю.О., Кузнецов В.В. Стекание неизотермического тонкого слоя жидкости с непостоянной вязкостью // ПМТФ. — 2002. — Т. 43, № 6.

Копбосынов Б.К., Пухначев В.В. Термокапиллярное движение в тонком слое жидкости // Гидромеханика и процессы переноса в невесомости : сб. научн. трудов. — АН СССР, Ур. научн. центр. — 1983.

Shklyaev O., Fried E. Stability of an evaporating thin liquid film // Journal of Fluid Mechanics. — 2007. — Vol. 584.

Гончарова О.Н., Резанова Е.В., Тарасов Я.А. Математическое моделирование термокапиллярных течений в тонком слое жидкости с учетом испарения // Известия Алтайского гос. ун-та. — 2014. — № 1/1(81).

Гончарова О.Н., Резанова Е.В. Математическая модель течений тонкого слоя жидкости с учетом испарения на термокапиллярной границе раздела // Известия Алтайского гос. ун-та. — 2014. — № 1/2(81).

Гончарова О.Н., Резанова Е.В. Построение математической модели течений в тонком слое жидкости на основе классических уравнений конвекции и обобщенных условий на границе раздела // Известия Алтайского гос. ун-та. — 2015. — № 1/1(85).

Тарасов Я.А. Математическая модель конвективных течений жидкости с учетом испарения в приближении тонкого слоя. — Барнаул, 2014.

Iorio C.S., Goncharova O.N., Kabov O.A. Study of evaporative convection in an open cavity under shear stress flow // Microgravity Sci.Technol. — 2009. — V. 21 (1).

Iorio C.S., Goncharova O.N., Kabov O.A. Heat and mass transfer control by evaporative thermal pattering of thin liquid layers // Computational Thermal Sci. — 2011. — №3(4).

Гончарова О.Н. Моделирование течений в условиях тепло- и массопереноса на границе // Известия Алтйского гос. ун-та. — 2012. — № 1/2 (73).


Метрики статей

Загрузка метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.