Идеал газ қоспаларының араласуы кезіндегі Рэлей-Тейлор конвекциясының кейбір ерекшеліктері

Аннотация

Мақалада ANSYS Fluent көмегімен сандық эксперименттер негізінде үш компонентті газ жүйесінің изотермиялық араласуы кезінде конвективті құрылымдардың қалыптасуын компьютерлік модельдеу қарастырылады. Зерттеудің мақсаты - жүйенің диффузиялық режимнен конвективтік режимге өту процесін зерттеу және көпкомпонентті газ жүйелеріндегі механикалық тұрақтылығын талдау. Зерттеудің ғылыми және практикалық маңыздылығы массаалмасу үдерістерін түсінумен байланысты, бұл жылуфизикасы, энергетика және экология саласындағы қолданбалы міндеттерде маңызды рөл атқарады. Өтпелі процестердің сипаттамаларын зерттеу диффузиялық-конвективтік өзара әрекеттесу механизмдерін нақтылауға және технологиялық процестерді оңтайландыру бойынша ұсыныстар әзірлеуге мүмкіндік береді. Зерттеудің әдістемесі массаалмасу үдерістерін сандық модельдеуді, турбуленттілік үшін k-ω моделін және Стефан-Максвелл теңдеулерін қолдануды қамтиды. Шекаралық шарттар, есептеу торлары және модельдеу параметрлері араласудың құрылымдық ерекшеліктері мен конвективті ағындарды дұрыс сипаттау үшін бейімделген. Негізгі нәтижелер ANSYS Fluent бағдарламасының конвективті ағындарды модельдеуде тиімділігін растады. Сандық мәліметтер эксперименттік нәтижелермен жақсы үйлесетіні анықталды. Бұл модельдің конвективті ағындардың әсерін ескере алатындығын көрсетеді. Зерттеудің құндылығы - диффузия мен конвекция арасындағы кинетикалық өтулерді сандық сипаттауға мүмкіндік беретін тәсілді әзірлеу. Жұмыстың практикалық мәні - күрделі газ жүйелерінде араласу процестерін зерттеу үшін әзірленген әдістердің қолданбалы және ғылыми зерттеулерде қолданылу мүмкіндігінде.