ДВИЖЕНИЕ ПУЗЫРЕЙ В НАКЛОННЫХ ТРУБАХ
Иногамов Н.А., Опарин А.М.

Поступила в редакцию: 11 Июня 2002

PACS: 47.10.+g, 47.20.-k

DJVU (463.1K)

PDF (597.2K)

Анализируется сильно нелинейное движение жидкости, ограниченной свободной поверхностью, в вертикальных, наклонных и горизонтальных трубах. Задача о пузырях в вертикальных трубах тесно связана с задачей о неустойчивости Рэлея-Тейлора. Наклонные трубы интенсивно исследуются в связи с проблемами транспортировки газо- и нефтеводяных потоков. Построена новая теория движения крупных пузырей в трубах. В отличие от предыдущих подходов, опиравшихся на полуэмпирику или подгоночные расчеты, использованы аналитические методы, относящиеся к теории потенциала и теории функций комплексного переменного. Проведено тщательное сравнение решений в двумерной (2D) и трехмерной (3D) геометриях. Показано, что не всегда повышение размерности пространства сопровождается увеличением скорости движения пузыря. Впервые для исследования течений со свободной границей в наклонных трубах применено прямое численное моделирование, что позволяет с новых позиций подойти к задаче о неустойчивости Рэлея-Тейлора (пузыри с клином и конусом в вершине).