RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Вычислительные методы и программирование // Архив

Выч. мет. программирование, 2022, том 23, выпуск 4, страницы 311–327 (Mi vmp1064)

Эта публикация цитируется в 2 статьях

Методы и алгоритмы вычислительной математики и их приложения

Испарение и конденсация чистого пара на поверхности жидкости в методе решеточных уравнений Больцмана

А. Л. Куперштох, А. В. Альянов

Институт гидродинамики имени М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Российская Федерация

Аннотация: Исследованы закономерности процессов испарения и конденсации чистого пара в методе решеточных уравнений Больцмана. Выполнено моделирование этих процессов при постоянных во времени потоках пара на границе расчетной области. Показано, что в этом случае осуществляются квазистационарные режимы испарения и конденсации. Предложен простой численно эффективный метод задания потока пара на плоской границе расчетной области путем вычисления функций распределения на входящих характеристиках метода решеточных уравнений Больцмана. В расчетах показано, что поток массы при испарении плоской поверхности пропорционален разности плотностей насыщенного и окружающего пара при данной температуре поверхности, что хорошо согласуется с законом Герца–Кнудсена. Результаты трехмерного и одномерного моделирования методом решеточных уравнений Больцмана совпадают с высокой точностью. Показано, что отношение разности плотностей к потоку вещества на границе фаз при заданной температуре линейно зависит от времени релаксации как для испарения, так и для конденсации. Исследовано влияние температуры на интенсивность потоков испарения и конденсации чистого пара. Обнаружена зависимость процессов испарения и конденсации от времени релаксации, которое определяет кинематическую вязкость флюида.

Ключевые слова: метод решеточных уравнений Больцмана, фазовые переходы, динамика многофазных сред, испарение, конденсация, мезоскопические методы, компьютерное моделирование, параллельные расчеты, графические ускорители (GPU).

УДК: 519.63; 536.42

Поступила в редакцию: 16.07.2022

DOI: 10.26089/NumMet.v23r419



© МИАН, 2024