Виявлено механізм впливу нестаціонарності на теплогідравлічні характеристики теплоносія в каналах, що імітують елементи активних зон газоохолодних атомних реакторів. Запропоновано тривимірну постановку задачі для розрахунку залежності критерію гідродинамічної нестійкості потоку в макропористому середовищі від гідродинамічного лінійного опору (Дарсі), нелінійного опору (Форхаймера) й ефектів прилипання (Брінкмана). Одержано нестаціонарні розгінні профілі швидкості течії теплоносія в плоскому та циліндричному каналах, заповнених макропористим середовищем, за різних значень критерію Дарсі.

  Скачати повний текст

В дисертаційній роботі розглядаються завдання, що пов’язані з розвитком підходів аналітичного та чисельного моделювання мікропотоків, нано-потоків, потоків газу Ван дер Ваальса та біоконвективних течій. Запропоновано методи для розрахунку різних аспектів теплообміну та гідродинаміки в мікро- та нанопотоках. Використовуючи зазначені розрахункові методи, було вирішено ряд задач теплообміну та гідродинаміки в мікродифузорі та мікроконфузорі. Отримано вирази для розподілу поля швидкості та температури та числа Нуссельта для дослідження потоку в пласкому мікроканалі, що обертається. Розглянуто особливості процесів нестійкості Діна та Тейлора нанорідини. Наведено математичні та експериментальні результати дослідження спонтанного переходу до плівкового кипіння нанорідини. Досліджено стаціонарну ламінарну течію і теплообмін в плівці пари на вертикальній поверхні та отриманий параметр стійкості нанорідини при фазових перетвореннях. Запропоновано комплекс аналітичних методів досліджено процесу природної конвекції газу Ван дер Ваальса над вертикальною нагрітою поверхнею. Представлено результати дослідження нестійкості біоконвективних ефектів в пористих середовищах.^UIn the dissertation problems related to the development of analytical and numerical modeling of microflows, nanoflows, Van der Waals gas flows, and bioconvective flows are considered. The dissertation examines tasks related to the development of analytical and numerical modeling approaches for microflows, nanoflows, van der Waals gas flows, and bioconvective flows.Methods for calculating various aspects of heat transfer and hydrodynamics in micro- and nanoflows are proposed. Using the specified calculation methods, a number of problems of heat exchange and hydrodynamics in the microdiffuser and microconfuser were solved. Expressions for the distribution of the velocity and temperature fields and the Nusselt number for the study of flow in a rotating flat microchannel are derived. The peculiarities of the processes of Dean and Taylor instability of nanofluid are considered. Mathematical and experimental results of the study of the spontaneous transition to film boiling of a nanofluid are given. Stationary laminar flow and heat exchange in a vapor film on a vertical surface and the obtained nanofluid stability parameter during phase transformations were studied. A complex of analytical methods was proposed to investigate the process of natural Van der Waals gas convection over a vertical heated surface. The results of the study of instability of bioconvective effects in porous media are presented.