多分散粒子を含む流れの一般化安定性理論 I  チャネル流【JST・京大機械翻訳】

Liu Zhixuan; Dagan Yuval

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202218928023648 整理番号：22P0334247

多分散粒子を含む流れの一般化安定性理論 I チャネル流【JST・京大機械翻訳】

Generalized stability theory of polydisperse particle-laden flows. Part1. Channel flow

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発行年： 2022年04月19日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年04月19日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

多分散粒子含有流中の相互作用粒子に対する一般化流体力学的安定性理論を示した。清浄な流れへの分散粒子状物質の添加は,キャリア流動時間スケールおよび粒子負荷に対する粒子緩和時間スケールに依存して,流れを安定化または不安定化する。剪断流の流体力学的安定性に及ぼす多分散性と粒子相互作用の影響を研究するために,線形安定性解析と離散Euler断面定式化を組み合わせて,流れと分散粒子状物質を記述する新しい数学的枠組みを提案した。この定式化において,多重運動量と輸送方程式を分散相の各サイズ断面に対して記述して,そこでは中間相と粒子間質量と運動量移動を支配方程式におけるソース項としてモデル化した。結合方程式を線形化することによって,新しいモード線形安定性フレームワークを導いた。このアプローチを用いて,多分散性,液滴蒸発,凝縮,および合体のような粒子-流れ相互作用をモデル化した。この方法は,クリーンで単分散の粒子を含む流れの線形安定性解析で検証した。粒子を含むチャネル流の安定性特性は多分散性により劇的に変化することを示した。比較的大きい単分散粒子は流れを安定化させる傾向があるが,低から中程度のStokes数粒子の非常に小さな質量分率の2番目のサイズ部分を加えることは成長速度を著しく増大させ,高Reynolds数では単分散の場合で線形的に安定な流れを不安定化するかもしれない。これらの知見は,大気流,環境流,医療応用,推進,およびエネルギーシステムのような粒子を含む流れを含む膨大な数の流体力学応用に適用できる。【JST・京大機械翻訳】

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不均質流

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