nsu_fvronshin_202608.pdf

• Роньшин Федор Валерьевич, к.ф.-м.н., старший преподаватель НГУ

Организация пленочного течения газожидкостных смесей в стесненных условиях рассматривается как перспективная технология отвода высоких тепловых потоков. Интегральная эффективность теплообмена в подобных пленочных системах охлаждения в том числе определяется гидродинамикой потока. В рамках настоящего исследования выполнено численное моделирование адиабатного движения пленки воды, обдуваемой турбулентным воздушным потоком в миниканале. Вычисления проводились в среде Ansys Fluent. Для определения межфазной границы фаз применялся метод VOF (Volume Of Fluid) и гибридный подход CVOFLS (Coupled Volume Of Fluid Level-Set), при этом модели подсеточной вязкости не использовались. Проведена валидация расчетной модели по данным эксперимента. Наблюдалось удовлетворительное совпадение по осредненной толщине слоя жидкости. Качественно воспроизведена наблюдаемая в эксперименте картина раздельного течения, сопровождающегося генерацией капель и их осаждением на несмоченную стенку. Построенная численная модель успешно фиксирует многомасштабность волн, характерную для каналов, зазор в которых значительно превосходит постоянную Лапласа. Установлено, что в стесненной геометрии механизмами каплеобразования выступают интенсификация отрыва при слиянии (коалесценции) волн и разрыв газовых пузырей, захваченных слоем жидкости. Спецификой течения в каналах с малым зазором является значительное влияние пульсаций в газовом потоке на устойчивость волн. Показано, что сочетание VOF и Level-Set (CVOFLS) позволяет адекватно описывать структуру течения даже на относительно грубых расчетных сетках.

• Mungalov A. S., Kochkin D. Y., Ronshin F. V., Karchevsky A. L., Kabov O. A. Stratified to annular flow transition due to drop entrainment in a flat minichannel. Physics of Fluids. – 2025. Vol. 37. N. 9 – P. 094104. Q1 (IF 3.68), УБС 1.