Reynolds Analogy Coefficient in the Longitudinal Cylindrical Couette Problem: from the Continuous Medium to Free Molecular Flow

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The gas Couette flow for a cylindrical geometry of bounding surfaces that move in the longitudinal direction relative to their symmetry axis is considered. For a monoatomic gas, the relation between the shear stress and the energy flux transferred to the longitudinal-flow surface (Reynolds analogy) is studied. In the case of continuous medium and free molecular flow regimes, simple explicit analytical expressions for the Reynolds analogy coefficient are obtained, which depend only on the Eckert number and are independent of the ratio of the cylinder radii. The transitional regime for various values of the Knudsen number is studied using the direct simulation Monte Carlo (DSMC) method. It is shown that, in this case, the Reynolds analogy coefficient at a fixed ratio of the radii and the Knudsen number depends on the relative velocity and temperatures of the surfaces mainly through the Eckert number. A relationship between the linear energy fluxes transferred to the cylindrical surfaces is found.

Авторлар туралы

A. Abramov

Central Aerohydrodynamic Institute

Email: albutkov@mail.ru
140180, Zhukovskii, Moscow oblast, Russia

V. Aleksandrov

Central Aerohydrodynamic Institute

Email: albutkov@mail.ru
140180, Zhukovskii, Moscow oblast, Russia

A. Butkovskii

Central Aerohydrodynamic Institute

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: albutkov@mail.ru
140180, Zhukovskii, Moscow oblast, Russia

Әдебиет тізімі

  1. Liepmann H.W., Roshko A. Elements of Gasdynamics. New York: Willey, 1957. Перевод Липман Г.В., Рожко А. Элементы газовой динамики. М.: Иностр. лит., 1960.
  2. Illingworth C.R. Some solutions of the equations of flow of a viscous compressible fluid // Math. Proc. of the Cambridge Philosophical Society. 1950. V. 46. P. 469.
  3. Perlmutter M. Analysis of Couette flow and heat transfer between parallel plates enclosing rarefied gas by Monte Carlo // Proc. of 5th Internat. Symposium on Rarefied Gas Dynamics, edited by C. L. Brundin. New York: -Academic Press, 1967. V. 1. P. 455.
  4. Sharipov F., Kalempa D. Oscillatory Couette flow at arbitrary oscillation frequency over the whole range of the Knudsen number // Microfluid Nanofluid. 2008. V. 4. P. 363.
  5. Roy S., Chakraborty S. Near-wall effects in micro scale Couette flow and heat transfer in the Maxwell-slip regimes // Microfluid and Nanofluid. 2007. V. 3. P. 437.
  6. Zahid W.A., Yin Y., Zhu K.Q. Couette–Poiseuille flow of a gas in long microchannels // Microfluidics and Nanofluidics. 2007. V. 3. P. 55.
  7. Deng Z., Chen Y., Shao C. Gas flow through rough microchannels in the transition flow regime / Phys. Rev. E. 2016. V. 93. P. 013128-1.
  8. Chen X.X., Wang Z.H., Yu Y.L. “Nonlinear Shear and Heat Transfer in Hypersonic Rarefied Flows Past Flat Plates // AIAA Journal. 2015. V. 53. P. 413.
  9. Abramov A.A., Butkovskii A.V. Reynolds analogy for the fluid flow past a flat plate at different regimes // Phys. Fluids. 2021. V. 33. P. 017101-1.
  10. Chen X.X., Wang Z.H., Yu Y.L. General Reynolds analogy for blunt-nosed bodies in hypersonic flows // AIAA J. 2015. V. 53. P. 2410.
  11. Abramov A., Butkovskii A. Extended Reynolds analogy for the rarefied Rayleigh problem: Similarity parameters // 31st Internat. Symposium on Rarefied Gas Dynamics, AIP Conf. Proc. 2019. V. 2132. 180013-1.
  12. Abramov A.A., Butkovskii A.V. The extended Reynolds analogy for the Couette problem: Similarity parameters // Internat. J. Heat Mass Transf. 2018. V. 117. P. 313.
  13. Коган М.Н. Динамика разреженного газа. М.: Наука,1969.
  14. Bird G.A. Molecular Gas Dynamics. Oxford, Clarendon Press, 1976. Перевод: Берд Г. Молекулярная газовая динамика. М.: Мир, 1981.
  15. Abramov A.A., Alexandrov V.Yu., Butkovskii A.V. The longitudinal cylindrical Couette problem for rarefied gas: Energy fluxes maximums // Internat. J. Heat Mass Transf. 2017. V. 111. P. 608.
  16. Bird G.A. Molecular Gas Dynamics and Direct Simulation of Gas Flows. Oxford, Oxford University Press, 1994.
  17. Abramov A.A., Butkovsky A.V. The sign change effect of the energy flux and other effects in the transitional regime for the Couette problem // AIP Conf. Proc. 2012. V. 1501. P. 123.

Қосымша файлдар


© А.А. Абрамов, В.Ю. Александров, А.В. Бутковский, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».