2015 1(16)

Вернуться в содержание

   Краткая аннотация

 

Страницы:

79 - 85

Язык:

RU

Библ.:

24

Скачать статью:

2015_1(16)_14.pdf

 
 

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ ПЕРЕД ПРОБОЕМ ЖИДКИХ ДИЭЛЕКТРИКОВ ПУТЕМ ГЕТЕРОГЕННОЙ НУКЛЕАЦИИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ

Куперштох А.Л.1,2

1 Институт гидродинамики им.М.А.Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия
2 Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия

Ссылка для цитирования:Citation:

Куперштох А.Л. Возникновение газовой фазы перед пробоем жидких диэлектриков путем гетерогенной нуклеации под действием сильных электрических полей / А.Л. Куперштох // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии. - Днепропетровск: НПВК "Триакон". - 2015. - Вып. 1(16). - С. 79 - 85.

Ключевые слова:Keywords:

метод решеточных уравнений Больцмана; фазовые переходы; динамика многофазных сред; компьютерное моделирование; бинарные смеси; пробой жидких диэлектриков; электрострикционная неустойчивость; гетерогенная нуклеация

Аннотация:Abstracts:

Исследуется предложенный ранее механизм неустойчивости жидких диэлектриков в сильных электрических полях — анизотропный распад на двухфазную систему узких парогазовых каналов в жидкости, ориентированных вдоль поля. Для моделирования электрогидродинамических течений в диэлектрике с фазовыми переходами жидкость–пар используется метод решеточных уравнений Больцмана (Lattice Boltzmann Equation, LBE).
Значения критических полей, полученные при численных расчетах по методу LBE для "чистого" диэлектрика, хорошо совпадают с теоретическими значениями для спинодали в электрическом поле. Для бинарных систем с растворенным газом величина критического электрического поля при гомогенной нуклеации заметно меньше, чем для "чистого" жидкого диэлектрика.
В данной работе предложена простая модель учета гетерогенной нуклеации. Очевидно, что в этом случае возможен распад как первоначально стабильных, так и метастабильных начальных состояний диэлектрика. Показано, что при наличии растворенных газов и центров гетерогенности критические значения поля значительно уменьшаются до величин 10–20 МВ/см, что близко к значениям полей электрического пробоя.

Литература:References:

  1. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. - М.-Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1945. - 424 с.

  2. Скрипов В.П. Метастабильная жидкость. М.: Наука, 1972. 312 с.

  3. Зельдович Я.Б., Тодес О.М. Кинетика образования двухфазных систем вблизи критической точки // ЖЭТФ. - 1940. - Т. 10, № 12. - С. 1441-1445.

  4. Parmar, D.S. and Jalaluddin, A.K. (1973). "Determination of the limit of absolute thermodynamic stability of liquid using external electric fields as perturbation", Phys. Lett., Vol. 42A, No. 7, pp. 497-498.

  5. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. - М.: Гос. изд-во. физ.-мат. литературы. 1959. - 532 с.

  6. Kupershtokh A.L., Medvedev D.A. Anisotropic instability of a dielectric liquid in a strong uniform electric field: Decay into a twophase system of vapor filaments in a liquid // Phys. Rev.E. 2006. Vol. 74, N 2. P. 021505.

  7. Карпов Д.И., Куперштох А.Л. Анизотропный спинодальный распад полярного диэлектрика в сильном электрическом поле: метод молекулярной динамики // Письма в ЖТФ. 2009. Т. 35. Вып. 10. С. 87-94.

  8. Шахпоронов М.И. Методы исследования теплового движения молекул и строения жидкостей. - М.: Изд-во Московского университета, 1963. - 281 с.

  9. An W., Baumung K., Bluhm H. Underwater streamer propagation analyzed from detailed measurements of pressure release // J. Appl. Phys. 2007. Vol. 101, N 5. P. 053302.

  10. Куперштох А.Л. Трехмерное моделирование методом LBE на гибридных GPU-кластерах распада бинарной смеси жидкого диэлектрика с растворенным газом на систему парогазовых каналов // Вычислительные методы и программирование. - 2012. - Т. 13. - С. 384-390.

  11. Kupershtokh, A.L. (2014). "Three-dimensional LBE simulations of a decay of liquid dielectrics with a solute gas into the system of gas-vapor channels under the action of strong electric fields", Computers and Mathematics with Applications, Vol. 67, No. 2, pp. 340-349.

  12. Chen S., Doolen G.D. Lattice Boltzmann method for fluid flow // Annu. Rev. Fluid Mech. - 1998. V. 30. P. 329-364.

  13. Aidun C.K., Clausen J.R. Lattice-Boltzmann Method for Complex Flows // Annu. Rev. Fluid Mech. 2010. V. 42. P. 439-472.

  14. Shan X., Chen H. Lattice Boltzmann model for simulating flows with multiple phases and components // Phys. Rev.E. 1993. V. 47, N 3. P. 1815-1819.

  15. Куперштох А.Л. Моделирование течений с границами раздела фаз жидкость-пар методом решеточных уравнений Больцмана // Вестник НГУ: Серия "Математика, механика и информатика". 2005. Т. 5, № 3. С. 29-42.

  16. Kupershtokh A.L., Medvedev D.A., Karpov D.I. On equations of state in a lattice Boltzmann method // Computers and Mathematics with Applications, 2009. Vol. 58, N 5. P. 965-974.

  17. Куперштох А.Л. Трехмерное моделирование двухфазных систем типа жидкость- пар методом решеточных уравнений Больцмана на GPU // Вычислительные методы и программирование. 2012. Т. 13. С. 130-138.

  18. Куперштох А.Л., Медведев Д.А., Грибанов И.И. Моделирование тепломассопереноса в среде с фазовыми переходами методом решеточных уравнений Больцмана // Вычислительные методы и программирование. - 2014. - Т. 15. - С. 317-328.

  19. Chen, L., Kang, Q., Mu, Y., He, Y.-L. and Tao W.-Q. (2014). "A critical review of the pseudopotential multiphase lattice Boltzmann model: Methods and applications", Int.J. Heat Mass Transfer, Vol. 76, pp. 210-236.

  20. Куперштох А.Л. Учет действия объемных сил в решеточных уравнениях Больцмана // Вестник НГУ: Серия "Математика, механика и информатика". 2004. Т. 4, № 2. С. 75-96.

  21. Kupershtokh A.L. Criterion of numerical instability of liquid state in LBE simulations // Computers and Mathematics with Applications, 2010. V. 59, N 7. P. 2236-2245.

  22. Qian Y.H., Chen S. Finite size effect in lattice-BGK models // International Journal of Modern Physics C. 1997. Vol. 8, N 4. P. 763-771.

  23. Бункин Н.Ф., Бункин Ф.В. Бабстоны: стабильные микроскопические газовые пузыри в слабых растворах электролитов // ЖЭТФ. - 1992. - Т. 101, № 2. - С. 512-527.

  24. Бункин Н.Ф., Виноградова О.И., Куклин А.И., Лобеев А.В., Мовчан Т.Г. К вопросу о наличии воздушных субмикропузырей в воде: Эксперимент по малоугловому рассеянию нейтронов // Письма в ЖЭТФ. - 1995. - Т. 62, № 3. - С. 659-662.

 
 
     

© НПВК "Триакон" 2009-2016