ВЕСТНИК
Башкирского университета

ENGLISH
Главная Авторам Рецензентам Выпуски журнала Редколлегия Редакция Загрузить статью Подписка ISSN 1998-4812

Архив | Том 24, 2019, No. 4.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПОТОКОВ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ ВОКРУГ НЕПОДВИЖНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РАЗЛИЧНОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ

Download
  • © О. А. Абрамова

    Башкирский государственный университет Центр микро- и наномасштабной динамики дисперсных систем

    Россия, Республика Башкортостан, 450076 г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32

  • © А. В. Гимадеев

    Башкирский государственный университет Центр микро- и наномасштабной динамики дисперсных систем

    Россия, Республика Башкортостан, 450076 г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32

  • © Н. Б. Фаткуллина

    Башкирский государственный университет Центр микро- и наномасштабной динамики дисперсных систем

    Россия, Республика Башкортостан, 450076 г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32

Исследуются гидродинамические потоки вокруг элементов микроструктур, возникающие при медленном течении вязкой несжимаемой жидкости под действием заданной на бесконечности постоянной скорости. Трехмерное компьютерное моделирование производится с помощью разработанных ранее программных модулей на основе ускоренного метода граничных элементов. Разработана качественная триангуляция элементов микроструктур, имеющих поперечное сечение в форме различных правильных многоугольников. Проведены расчеты и визуализация поля скоростей вокруг нескольких элементов, ограниченных с четырех сторон плоскими стенками. Изучены особенности возникающих картин течения в зависимости от формы поперечного сечения отдельных объектов, а также их взаимного расположения в пространстве.

Ключевые слова:

  • численное моделирование
  • метод граничных элементов
  • режим Стокса
  • течения в микроканалах
  • гидродинамические потоки
  • numerical simulations
  • boundary element method
  • Stokes flow
  • microchannel flow
  • viscous flow pattern

ЛИТЕРАТУРА

  1. Abramova O. A., Itkulova Yu. A., Gumerov N. A. FMM/GPU Accelerated BEM Simulations of Emulsion Flows in Microchannels // Contribution paper of ASME 2013 IMECE, 2013.
  2. Abramova O. A., Pityuk Y. A., Gumerov N. A., Akhatov I. S. Three-dimensional simulation of Stokes flow around a rigid structure using FMM/GPU accelerated BEM // Communications in Computer and Information Science. 2019. Vol. 965. Pp. 427-438.
  3. Gumerov N. A., Duraiswami R. Fast multipole methods for the Helmholtz equation in three dimensions. Elsevier, Oxford, UK, 2005. Pp. 426.
  4. Gumerov N. A., Duraiswami R. Fast multipole methods on graphics processors // J. Comput. Phys. 2008. Vol. 227(18). Pp. 8290-8313.
  5. Guo D. Design, Analysis, Modeling and Testing of a Micro-scale Refrigeration System. 2014. Dissertations. Paper 450.
  6. Guo D., Gao J., Santhanam S., Yao Sh-Ch. Experimental investigation of laminar flow across short micro pin fin arrays // J. Micromech. Microeng. 2014. Vol. 24. No. 9. 095011.
  7. Losey M. W., Jackman J., Firebaugh S. L., Schmidt M. A., Jensen K. Design and fabrication of microfluidic devices for multiphase mixingand reaction // J. Microelectromech. Syst. 2002. Vol. 11. Pp. 709-717.
  8. Peles Y., Kosar A., Mishra C., Kuo C. J., Schneider B. Forced convective heat transfer across a pin fin micro heat sink // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2005. Vol. 48. Pp. 3615-3627.
  9. Pozrikidis C. Boundary Integral and Singularity Methods for Linearized Viscous Flow. Cambridge, MA: Cambridge University Press. 1992. 259 p.
  10. Pozrikidis C. Creeping flow in two-dimensional channels // J. Fluid Mech. 1987. Vol. 180. Pp. 495-514.
  11. Stone H. A., Stroock A. D., Ajdari A. Engineering flows in small devices: microfluidics toward a Lab-on-a-Chip // Annu. Rev. Fluid Mech. 2004. Vol. 36. Pp. 381-411.
  12. Tornberg A. K., Greengard L. A fast multipole method for the three-dimensional Stokes equations // J. Comput. Phys. 2008. Vol. 227(3). Pp. 1613-1619.
  13. Zinchenko A. Z., Davis R. H. A multipole-accelerated algorithm for close interaction of slightly deformable drops // J. Comp. Phys. 2005. Vol. 207. Pp. 695-735.
  14. Zinchenko A. Z., Davis R. H. Motion of deformable drops through granular media and other confined geometries // J. Colloid Sci. 2009. Vol. 334. Pp. 113-123.

Copyright © Вестник Башкирского университета 2010-2019