By this author

Numerical study of swirling flows in converging channels with a concave base as an analogy to blood flow in the heart and aorta

Issue number 1 from 15.09.2025

В работе проведено численное параметрическое исследование структур течений в каналах с продольно-радиальным профилем zR^N = Const со сферическим куполом в основании. Целью работы являлось исследование структур течений в каналах в зависимости от показателя степени профиля канала N и высоты купола, обеспечивающих оптимальные условия центростремительного закрученного течения, цаналогичного течению крови в полостях сердца и магистральных сосудах. Для исследования был выбран метод сравнительного анализа структуры течения в конфигурациях каналов zR^N = Const, проводимый в два этапа. На первом этапе показатель сходимости N варьировали в диапазоне от 1,25 до 2,75 с целью выявления значения параметра, обеспечивающего оптимальный режим течения. На втором этапе для установленного значения N варьировалась высота купола в диапазоне значений от 2,5 мм до 15 мм для выявления положительных эффектов, связанных с его наличием. Способом исследований являлось численное моделирование в стационарном режиме. В результате исследования влияния показателя сходимости канала было установлено, что профиль канала zR² = Const обеспечивает оптимальные условия для формирования закрученного течения с минимальными удельными потерями и равномерным распределением градиентов скорости. Этот канал также демонстрирует наилучшее соответствие аналитическим решениям вихря Бюргерса, что подтверждает эффективность статической аппроксимации. Параметрическое исследование высоты купола выявило, что оптимальная высота купола, равная 7 мм, способствует сглаживанию градиентов скорости и снижению вязких потерь за счет оптимального увеличения масштабов центростремительного закрученного течения.

14 0