Слияние жидких капель в процессе агломерации на поверхности горения | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2024. № 92. DOI: 10.17223/19988621/92/12

Слияние жидких капель в процессе агломерации на поверхности горения

При горении высокоэнергетических смесевых композиций на их поверхности образуются конгломераты из спекшихся частиц алюминия. В случае плавления контактирующие частицы сливаются, образуя агломерат. В работе предложена методика моделирования слияние жидких капель на основе метода SPH. Проведено численное моделирования процессов слияния 2, 3 и 2 000 сферических капель. Получены функции плотности распределения агломератов по размерам. Показано, что сначала сливаются капли, имеющие точки контакта с другими каплями. Далее важную роль играют нестационарные процессы, описывающие динамику изменения свободной поверхности.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 2

Ключевые слова

математическое моделирование, поверхность горения, жидкие частицы, конгломераты, агломерация

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Рашковский Сергей Александрович	Институт проблем механики им А.Ю. Ишлинского РАН; Томский государственный университет	главный научный сотрудник лаборатории термогазодинамики и горения; ведущий научный сотрудник лаборатории проектирования рабочих элементов ракетно-космической техники НИИ ПММ	rash@ipmnet.ru
Костюшин Кирилл Владимирович	Томский государственный университет	младший научный сотрудник лаборатории 101 НИИ ПММ	kostushink@niipmm.tsu.ru
Жильцов Константин Николаевич	Томский государственный университет	научный сотрудник лаборатории 101 НИИ ПММ	konstantin@niipmm.tsu.ru
Еремин Иван Владимирович	Томский государственный университет	кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией 101 НИИ ПММ	iveremin@niipmm.tsu.ru

Всего: 4

Ссылки

Bazesefidpar K., Brandt L., Tammisola O. Numerical simulation of the coalescence-induced polymeric droplet jumping on superhydrophobic surfaces // Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. 2022. V. 307. Art. 104872.

Becker M., Teschner M.Weakly compressible SPH for free surface flows // ACM SIGGRAPH/Eurographics Symposium on Computer Animation. 2007. P. 1-8, 18, 25, 26, 37.

PreonLab 4.2.4. Manual // FIFTY2 Technology GmbH. August, 2020. 179 р.

Peer A., Ihmsen M., Cornelis J., Teschner M. An Implicit Viscosity Formulation for SPH Fluids // ACM Transactions on Graphics. 2015. V. 34 (4). P. 1-10.

Monaghan J., Thompson M., Hourigan K. Simulation of free surface flows with SPH // J. of Comput. Phys. 1994. V. 110. P. 399-406.

Solenthaler B., Pajarola R. Predictive-corrective incompressible SPH // ACM Transactions on Graphics. 2009. V. 28 (3). P. 1-6.

Koschier D. et al. Smoothed particle hydrodynamics techniques for the physics based simulation of fluids and solids // Eurographics. Tutorial, 2019. 41 p.

Рашковский С.А. Структура гетерогенных конденсированных смесей // Физика горения и взрыва. 1999. Т. 35, № 5. C. 65-74.

Jackson T.L., Buckmaster J. Heterogeneous propellant combustion // AIAA Journal. 2002. V. 40 (6). P. 1122-1130.

Rashkovskiy S.A. Direct numerical simulation of nano and conventional aluminum agglomeration in composite solid propellant combustion // International Journal of Energetic Materials and Chemical Propulsion. 2009. V. 8 (1). P. 1-17. 10.1615/IntJEnergeticMaterialsChem Prop.v8.i1.10.

Rashkovskiy S.A. Direct Numerical Simulation of Boron Particle Agglomeration in Combustion of Boron-Containing Solid Propellants // Combustion Science and Technology. 2017. V. 189 (8). P. 1277-1293.

Рашковский С.А. Статистическое моделирование агломерации алюминия при горении гетерогенных конденсированных смесей // Физика горения и взрыва. 2005. Т. 41, № 2. С. 62-74.

Глотов О.Г., Сорокин И.В., Черемисин А.А. Карманная модель агломерации алюминия с тетраэдрической ячейкой для смесевых топлив // Физика горения и взрыва. 2023. Т. 59, № 6. С. 91-97.

Maggi F., DeLuca L.T., Bandera A. Pocket model for aluminum agglomeration based on propellant microstructure // AIAA Journal. 2015. V. 53 (11). P. 3395-3403.

Gallier S., Yiao M. Aluminum agglomeration model calibration with improved experimental data // Journal of Propulsion and Power. 2013. V. 29 (5). P. 1252-1255.

Cohen N.S. A Pocket model for aluminum agglomeration in composite propellants // AIAA Journal. 1983. V. 21 (5). P. 720-725.

Григорьев В.Г., Зарко В.Е., Куценогий К.П. Модель агломерации алюминия при горении смесевых композиций // Физика горения и взрыва. 1981. Т. 17, № 4. С. 9-17.

Maggi F., Bandera A., De Luca L.T., Thoorens V., Trubert J.F., Jackson T.L. Agglomeration in solid rocket propellants: novel experimental and modeling methods // Progress in propulsion Physics. 2011. № 2. P. 81-98.

DeLuca L., Marchesi E., Spreafico M., Reina A., Maggi F., Rossettini L.,.. & Kosowski B.M. Aggregation versus agglomeration in metallized solid rocket propellants // International Journal of Energetic Materials and Chemical Propulsion. 2010. V. 9 (1). P. 91-105.

Бабук В.А. Свойства поверхностного слоя и закономерности горения металлизирован ных твердых топлив // Физика горения и взрыва. 2009. Т. 45, № 4. С. 156-165.

Глотов О.Г. Конденсированные продукты горения алюминизированных топлив. IV. Вли яние природы нитраминов на агломерацию и эффективность горения алюминия // Физика горения и взрыва. 2006. Т. 42, № 4. С. 78-92.

Babuk V.A., Vasilyev V.A., Malakhov M.S. Condensed combustion products at the burning surface of aluminized solid propellant // Journal of Propulsion and Power. 1999. V. 15 (6). P. 783-793.

Глотов О.Г., Зырянов В.Я. Конденсированные продукты горения алюминизированных топлив. I. Методика исследования эволюции частиц дисперсной фазы // Физика горения и взрыва. 1995. Т. 31, № 1. С. 74-80.

Григорьев В.Г., Зарко В.Е., Куценогий К.П. Экспериментальное исследование агломерации частиц алюминия при горении конденсированных систем // Физика горения и взрыва. 1981. Т. 17, № 3. С.3-10.