Физики в численном эксперименте воспроизвели и изучили двойной вихревой жгут

23 мая 2024
178

Учёные Сибирского федерального университета совместно с коллегами из Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН (г. Новосибирск) изучили редкий эффект вихревого течения в газах и жидкостях – двойной вихревой жгут. Этот эффект проявляется, в частности, во время сжигания угля в вихревой топке. Эксперименты и численная модель этого процесса помогут выяснить, как стабилизировать горение, повысить его эффективность и уменьшить количество вредных выбросов. Исследование поможет конструировать оптимальные вихревые котлы для отопления жилых и производственных сооружений. По словам учёных, изученный эффект работает не только в области угольного горения, но также свойственен для газового горения, каталитического преобразования углекислого газа, механизмов получения водорода. Статья опубликована в International Journal of Heat and Fluid Flow.

«Ранее была построена экспериментальная модель, на которой изучались различные вихревые эффекты. Было изучено, какие существуют режимы течения, исследованы способы их контроля, и теперь в численном эксперименте нам удалось воспроизвести один из таких режимов», – рассказал соавтор исследования, доцент кафедры теплофизики Института физики и радиоэлектроники СФУ Андрей Сентябов.

Учёный отметил, что задача эта нетривиальная, поскольку речь идёт о сложном турбулентном трёхмерном течении, и получить такой неустойчивый тонкий эффект в расчётах не удавалось ранее, красноярские и новосибирские учёные стали первыми, кому это удалось. Результаты моделирования показали хорошее совпадение с экспериментальными результатами.