В работе представлен численный алгоритм расчета установившихся ламинарных течений неньютоновских вязкопластических жидкостей в кольцевых каналах с эксцентриситетом и вращением внутреннего цилиндра. Предложенный алгоритм позволяет описывать данный класс течений в широком диапазоне изменений параметров кольцевого канала и параметров течения.
Для дискретизации уравнений гидродинамики применяется метод контрольного объема. Используются многоблочные структурированные сетки, согласованные с границами расчетной области. Связь между полями скорости и давления реализуется при помощи итерационной процедуры типа SIMPLEC на совмещенных сетках.
Рассматриваются течения степенной жидкости, жидкостей Бингама и Гершеля–Балкли. Сложность решения задачи для неньютоновских жидкостей связана главным образом с двумя обстоятельствами: зависимостью коэффициента эффективной вязкости от скорости сдвига и наличием предельного напряжения. Для преодоления трудности, связанной с возникновением сингулярности в областях с нулевой скоростью сдвига, в алгоритме используется метод регуляризации эффективного коэффициента вязкости.
В работе приведены детали реализации и результаты тестирования предложенной численной методики. Для ряда течений в кольцевом зазоре проведено сопоставление численных результатов с известными аналитическими решениями и экспериментальными данными. Во всех рассмотренных случаях получено хорошее согласование.
| Abstracts file: | Gavrilov_Annular_flow.doc |