AN IDEAL-FLUID FLOW THROUGH A NEAR-WALL FIXED GRANULAR LAYER IN THE FORM OF SEMI-INFINITE STEP

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The problem on the flow of an ideal fluid along a flat surface in the presence of a fixed granular layer on it in the form of a semi-infinite step of finite thickness consisting of an infinite number of identical spherical granules statistically uniformly distributed in the layer is considered. The problem is solved based on using the previously developed method of the self-consistent field, which allows studying the effects of hydrodynamic interaction of a large number of spherical particles in flows of an ideal fluid, including in the presence of external boundaries, and obtaining the averaged dynamic characteristics of such flows. In the first approximation in the volume fraction of granules in a layer, an analytical function is obtained that describes the averaged velocity field of the fluid both inside and outside this layer.

About the authors

O. B Gus’kov

Institute of Applied Mechanics of Russian Academy of Sciences

Email: ogskv@mail.ru
Moscow, Russia

References

  1. Cunningham E. On the velocity of steady fall of spherical particles through fluid medium // Proc. Roy. Soc. (London). 1910. Ser. A. V. 83. P. 357–365. https://doi.org/10.1098/rspa.1910.0024
  2. Zuber N. On the dispersed two-phase flow in the laminar flow regime // Chem. Eng. Sci. 1964. V. 19. Issue 11. P. 897–917. https://doi.org/10.1016/0009-2509(64)85067-3
  3. Хаппель Дж., Бреннер Г. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса. М.: Мир. 1976.
  4. Wijngaarden L., Jeffrey D.J. Hydrodynamic interaction between gas bubbles in liquid // J. Fluid Mech. 1976. V. 77. Issue 1. P. 27–44. https://doi.org/10.1017/S0022112076001110
  5. Felderhof B.U. Virtual mass and drag in two-phase flow // J. Fluid Mech. 1991. V. 225. P. 177–196. https://doi.org/10.1017/S002211209100201X
  6. Batchelor G.K. Sedimentation in a dilute dispersion of spheres // J. Fluid Mech. 1972. V. 52. Issue 2. P. 245–268. https://doi.org/10.1017/S0022112072001399
  7. Beenakker C.W.J., Mazur P. Is sedimentation container-shape dependent? // Phys. Fluids. 1985. V. 28. Issue 11. P. 3203–3206. https://doi.org/10.1063/1.865367
  8. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Т. 1. М.: Наука. 1987.
  9. Osiptsov A. N. Lagrangian modelling of dust admixture in gas flows // Astrophysics and Space Science. 2000. V. 274. P. 377–386. https://doi.org/10.1023/A:1026557603451
  10. Ge W., Wang L., Xu J., Chen F., Zhou G., Lu L., Chang Q., Li J. Discrete simulation of granular and particle-fluid flows: from fundamental study to engineering application // Reviews in Chemical Engineering. 2017. V. 33. No. 6. P. 551–623. https://doi.org/10.1515/revce-2015-0079
  11. Bettega R., Correa R.G., Freire J.T. Velocity profile in fixed beds: A study on the representativeness of the experimental measurement of downstream flow characteristics // Drying Technology. 2007. V. 25. Issue 7–8. P. 1175–1183. https://doi.org/10.1080/07373930701438519
  12. Chauchat J., Medale M. A three-dimensional numerical model for incompressible two-phase flow of a granular bed submitted to a laminar shearing flow // Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. 2010. V. 199. Issue 9–12. P. 439–449. https://doi.org/10.1016/j.cma.2009.07.007
  13. Freund H., Zeiser T., Huber F., Klemm E., Brenner G., Durst F., Emig G. Numerical simulations of single-phase reacting flows in randomly packed fixed-bed reactors and experimental validation // Chem. Eng. Sci. 2003. V. 58. Issue 3–6. P. 903–910. https://doi.org/10.1016/S0009-2509(02)00622-X
  14. Ouriemi M., Aussilous P., Guazzelli E. Sediment dynamics. Part 1. Bed-load transport by laminar shearing flows // J. Fluid Mech. 2009. V. 636. P. 295–319. https://doi.org/10.1017/S0022112009007915
  15. Михайленко К.И., Кулешов В.С. Математическое моделирование скоростной неравномерности потока газа за пористой преградой // Вычисл. технологии. 2015. Т. 20.№6. С. 46–58.
  16. Струминский В.В., Гуськов О.Б., Корольков Г.А. Гидродинамическое взаимодействие частиц в потенциальных потоках идеальной жидкости // Докл. АН СССР. 1986. Т. 290.№4. С. 820–824.
  17. Гуськов О.Б., Бошенятов Б.В. Гидродинамическое взаимодействие сферических частиц в потоке невязкой жидкости // Докл. АН. 2011. Т. 438.№5. С. 626–628.
  18. Гуськов О.Б. О присоединенной массе тела, движущегося в суспензии сферических частиц // Докл. АН. 2012. Т. 442.№1. С. 50–53.
  19. Гуськов О.Б. Присоединенная масса сферы в суспензии сферических частиц // ПММ. 2012. Т. 76. Вып. 1. С. 134–139.
  20. Гуськов О.Б. О движении кластера сферических частиц в идеальной жидкости // ПММ. 2014. Т. 78. Вып. 2. С. 186–193.
  21. Гуськов О.Б. О присоединенной массе шероховатой сферы // ПММ. 2017. Т. 81. Вып. 4. С. 471–482.
  22. Гуськов О.Б.Течение идеальной жидкости сквозь стационарный зернистый слой при наличии плоской стенки // Докл. АН. 2020. Т. 491.№1. С. 37–43.
  23. Гуськов О.Б. Течение идеальной жидкости в пристенном стационарном зернистом слое конечной толщины. // Сб. трудов 9-й Всерос. научной конференции с международным участием им. И.Ф. Образцова и Ю.Г. Яновского “Механика композиционных материалов и конструкций, сложных и гетерогенных сред”. 19–21 ноября 2019 г. Москва. С. 74–81. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41914494
  24. Бошенятов Б.В. K теории электро- и теплопроводности пузырьковых газожидкостных сред // Докл. АН. 2014. T. 459.№6. С. 693–695.
  25. Бошенятов Б.В. К расчету эффективных коэффициентов переноса в монодисперсных суспензиях сферических частиц // Письма в ЖТФ. 2015. Т. 41. Вып. 3. С. 67–73.
  26. Бошенятов Б.В. Роль взаимодействия частиц в кластерной модели теплопроводности наножидкости // Письма в ЖТФ. 2018. Т. 44. Вып. 3. С. 17–24.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».