Моделирование седиментации в неоднородном потоке с учетом удаления выделившейся фазы из области течения

Аннотация

Рассмотрена математическая модель сепарации компонента дисперсной среды в пространственно неоднородном потоке сливающихся при столкновениях частиц. Наличие неоднородного поля скоростей переноса частиц порождает новый эффект, связанный с аналогом кумулятивных течений, в которых образуются пространственно-временные зоны с интенсивным выделением полимерной структуры, мгновенно удаляющейся из среды (седиментация, основанная на сепарации выделившегося полимера). При этом в математическом описании явления возникают пространственно-временные особенности функций, описывающих концентрации частиц дисперсной среды. Предложен вычислительный алгоритм построения приближений концентраций, выполнены тестовые расчеты и проведено сравнение метода Монте-Карло с повторными испытаниями и расчетами по явной разностной схеме. Предложена процедура подготовки данных на уровне отдельных частиц, приводящая в пределе к решению сходящейся разностной схемы, которая в свою очередь сходится к обобщенному решению задачи Коши для пространственно неоднородного уравнения Смолуховского – кинетической теории коагуляции.