ИСТИНА

В работе изучается движение снежных кристаллов в потоке и их налипание на поверхность обтекаемого модельного тела. Моделирование обледенения очень важно для изучения таких опасных природных явлений как обледенение деревьев, зданий, линий электропередач, элементов самолетов и ветроустановок. В данной работе рассматривается задача о внешнем обтекании потоком воздуха с кристаллами снега модельного тела в форме цилиндра радиуса R=10 см. В работе используется Эйлер-Лагранжев подход и сопряженный метод на базе метода контрольного объема и метода дискретных элементов. Используется модель взаимодействия частиц Джонсона-Кендалла-Робертса [1]. Данная модель позволяет моделировать когезию частиц и их адгезию к модельному телу, что определяет характер обледенения. Для моделирования задавались механические свойства частиц (модуль Юнга, коэффициент Пуассона, плотность, коэффициент упругого восстановления, коэффициент трения скольжения), соответствующие свойствам снежных кристаллов [2]. В расчёте частицы имеют сферическую форму и разные диаметры. Расчетная область представляет собой параллелепипед с размерами 5×1×1 м 3 . Количество расчетных ячеек для CFD расчета составило 1000. Плотность частиц в расчетной области задавалась равной 500 шт./м 3 . Скорость потока на входе расчетной области варьировалась от 10 до 20 м/c, число Рейнольдса по диаметру частицы порядка Re p =1000. Расчеты проводились с помощью программ CFDEM Coupling и YADE. Время счета процесса обледенения составило t = 100 секунд. Расчеты проводились на вычислительном кластере UniHUB лаборатории UniCFD ИСП РАН. В дальнейшем планируется использовать данный подход для моделирования обледенения тел более сложной формы (крыло самолета, воздухозаборник двигателя). Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта No 19-29- 13016. [1] Liz Ivoneth Del Cid. A discrete element methodology for the analysis of cohesive granular bulk solid materials. PhD thesis, Colorado School of Mines, Golden, Colorado, United States, 2015. [2] Anders Lind. DEM Modeling of Snow-Wall Adhesion. Development of a particle stick or bounce regime map for prediction of snow accumulation on cars. PhD thesis, Department of Chemistry and Chemical Engineering, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Sweden, 2017.