Компьютерное моделирование течения жидкости и газа в мембранах

1.

Компьютерное моделирование
течения жидкости и газа в
мембранах
Ковальчук Татьяна Николаевна

2.

Модели жидкости. Физические принципы
течения жидкости.
Агрегатное состояние вещества – физическое состояние вещества,
зависящее от комбинации температуры и давления,
характеризующее способность или не способность тел сохранять
форму, объём, упорядоченность молекул и ряд других свойств.
Выделяют 4 агрегатных состояния вещества: газ, жидкость,
твёрдое тело и плазма.

3.

Жидкость – агрегатное состояние вещества, при котором оно
сохраняет свой объём, но принимает форму сосуда, в который это
вещество помещено.
Жидкость – вещество, обладающее свойством текучести, т.е. под
действием внешних сил она деформируется сколько угодно,
сохраняя при этом объём.
Жидкость обладает внутренним трением своих слоёв – вязкостью.

4.

Жидкость течёт в сторону меньшего давления (аналогия с
основными законами физики: диффузия идёт в сторону меньшей
концентрации, тепловой поток идёт в сторону меньшей
температуры для выравнивания, поскольку физические системы
стремятся к равновесию).

5.

Модели жидкости:
По сжимаемости:
• Идеальная (совершенная) жидкость – условная жидкость,
которая считается абсолютно несжимаемой, невязкой и не
имеющей молекулярного строения. Пример: хорошо описывается
вода.
• Капельные жидкости принимают сферическую форму в малых
объемах и образуют свободную поверхность (плоская
поверхность, как вода в сосуде) в больших объемах. Такие
жидкости слабосжимаемы. Пример: ртуть, бензин, точно
описывается вода.

6.

По вязкости:
• Ньютоновские жидкости подчиняются закону вязкого трения
Ньютона. Пример: вода.
• Неньютоновские жидкости не подчиняются закону вязкого
трения Ньютона (нужно приложить усилие, чтобы сдвинуть).
Пример: кетчуп, мёд, нефть.

7.

Модели газа. Идеальный газ. Реальный газ.
• Газ – агрегатное состояние вещества, при котором оно не
сохраняет форму и занимает весь предоставленный ему объём.
Газ состоит из большого количества непрерывно и хаотически
двигающихся молекул.
• Идеальный газ – газ, в котором пренебрегается размером
молекул (молекулы – материальные точки) и взаимодействием
между ними (кроме упругих столкновений молекул между
собой).

8.

Идеальный газ описывается уравнением Менделеева-Клапейрона: