В статье рассматривается численное моделирование процесса разделения энергии (температурной стратификации) в трубе Леонтьева, проведенное с использованием программного обеспечения STAR-CCM+. Исследование сосредоточено на сравнительном анализе двух различных конструкций трубы, каждая из которых предназначена для создания разности температур в потоках газа. В ходе моделирования было установлено, что сверхзвуковой поток, проходящий через трубу, достигает значительно повышенной температуры на выходе, тогда как дозвуковой поток, напротив, характеризуется заметным понижением температуры. Приведены детализированные профили скорости и температуры газа для обеих конструкций, демонстрирующие эффективность каждого из вариантов трубы Леонтьева в создании четко выраженных областей с разной температурой газа без необходимости в дополнительном внешнем теплообмене. Полученные результаты имеют практическое значение для повышения эффективности работы газораспределительных станций, позволяя более эффективно управлять тепловыми потоками и предотвращать образование кристалогидратов, а также могут быть использованы в других технологических процессах, где требуется разделение температурных потоков без внешнего подогрева или охлаждения.

Ключевые слова: труба Леонтьева, численное моделирование, STAR-CCM+, температурная стратификация, газовый поток

1.1.9 - Механика жидкости, газа и плазмы , 1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Проведено численное исследование теплообмена и гидродинамики в пластинчатых теплообменниках с гофрированными ребрами. Исследовано влияние шага гофры на тепловой поток и перепад давления. Исследование проведено с применением вычислительной гидродинамики в программном комплексе ANSYS (v.19.2). Результаты исследования показали, что увеличение шага гофры с n=5 до n=9 приводит к повышению теплового потока до 10,83% и перепада давления до 28,30%.

Ключевые слова: пластинчатый теплообменник, гофрированные ребра, теплообмен, гидродинамика, численное исследование, расчет, тепловой поток, перепад давления, энергетическая эффективность, система охлаждения

1.1.9 - Механика жидкости, газа и плазмы , 1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В настоящей статье приводятся результаты исследования фильтрационного течения в пористом материале, основанном на трижды периодической минимальной поверхности (ТПМП) Неовиуса. Для определения профиля скорости течения жидкости в канале, содержащем ТПМП-вставку, была использована модель Бринкмана. На основе вычислительных экспериментов в ANSYS Fluent определена зависимость проницаемости среды от ее пористости. Результаты исследования могут быть использованы при описании процессов фильтрации в нефтегазовой промышленности, гидрогеологии и других сферах, связанных с фильтрационными течениями в горных породах и других средах.

Ключевые слова: проницаемость, фильтрация, пористая среда, минимальная поверхность, ТПМП, ANSYS, модель Бринкмана, численное моделирование, краевая задача, профиль скорости

1.1.9 - Механика жидкости, газа и плазмы , 1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Путем численного моделирования проведено исследование теплообмена в пластинчатых радиаторах с круглыми фасками различной глубины: 0,55 мм; 1,1 мм; 1,65 мм. Решена задача обтекания радиатора потоком воздуха с массовым расходом от 10-3 до 4·10-3 кг/с и температурой 293 К. К радиатору подводилось тепло с помощью нагревателя, на котором задавалась температура от 323 до 353 К. По результатам расчетов построены графики изменения теплового потока, перепада давления и показателя энергетической эффективности в зависимости от массового расхода воздуха. Результаты исследований показали, что радиатор с круглыми фасками глубиной 1,65 мм обеспечивает самые высокие значения теплового потока и показателя энергетической эффективности, а также наименьший перепад давления.

Ключевые слова: радиатор, система охлаждения, численное моделирование, вычислительная гидродинамика, теплообмен, тепловой поток, перепад давления, энергоэффективность, расчет, электроника

1.1.9 - Механика жидкости, газа и плазмы , 1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Путем численного моделирования проведены исследования влияния длины пористого теплообменника на осаждение частиц пыли. Исследования проведены для моделей теплообменников с длинами: 5, 10, 20 и 30 мм. На границах расчетной области задавали скорость воздушного потока: 0,1; 1; 5 м/с и диаметр частиц пыли от 10-7 до 10-4 м. Результаты исследований показали, что с увеличением длины пористого теплообменника повышается эффективность осаждения частиц пыли, что может привести к снижению тепловых и гидравлических характеристик теплообменника.

Ключевые слова: пористая среда, теплообменник, численное моделирование, расчет, осаждение частиц пыли, длина теплообменника, скорость воздушного потока, диаметр частиц, воздушное охлаждение, микроэлектроника

1.1.9 - Механика жидкости, газа и плазмы , 1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Предложен оригинальный подход к описанию течения воздуха в тонком коническом диффузоре. Он основан на приближенном аналитическом решении уравнения неразрывности. Кроме того, объединена упрощенная модель турбулентности. Достоверность полученной формулы подтверждается сравнением с конечно-элементным решением для разработанной экспериментальной установки. Разработка предназначена для непосредственного компьютерного моделирования многофазного течения.

Ключевые слова: пылевоздушная смесь, аспирационные системы, турбулентность, конечно-элементное моделирование, сепарационный диффузор, цифровой двойник

1.1.9 - Механика жидкости, газа и плазмы , 1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Разработана программа компьютерной имитации распыливания жидких топлив. Проведен специальный калибрующий эксперимент в гравитационном поле. Выполнена верификация компьютерной модели с экспериментальными данными, корректность имитационного моделирования определяется сходимостью результатов статического обобщения. Проведены испытания макетного образца горелочного устройства подтверждающие адекватность компьютерной имитации.

Ключевые слова: горелочное устройство, распыливание жидких топлив, математическое моделирование, динамика диспергирования топливной струи, форсунка

1.1.9 - Механика жидкости, газа и плазмы , 1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ