ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПОТОКОВ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АППАРАТАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДИСКРЕТНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

Аннотация

Для математического моделирования потоков в промышленном оборудовании обычно используют идеализированные гидродинамические модели. В силу простоты в использовании, они получили широкое распространение, несмотря на недостаточную адекватность. Указанный недостаток явился следствием упрощающих допущений, использованных при их выводе. По своей математической схеме все типовые модели структуры потоков относятся к классу детерминированных и континуальных. В то же время, ситуация в реальных движущихся потоках в значительной мере определяется случайными факторами. Возникает необходимость более широкого применения стохастических подходов к моделированию технологических процессов и аппаратов с использованием современных цифровых технологий. С другой стороны, широкое внедрение современных цифровых технологий делает перспективными подходы, использующие дискретное рассмотрение пространства.

В данной статье рассматривается попытка создания гидродинамической модели с использованием систем дискретных динамических элементов, в частности вероятностных клеточных автоматов. При получении модели принимается гипотеза о существовании двух составляющих скорости потока, одна из которых детерминирована, а вторая – случайная. Описана общая методика создания модели, приведены некоторые результаты ее использования. Также приводятся результаты сравнения дискретной стохастической модели с типовой диффузионной моделью, с точки зрения отражения физической сущности реальных потоков, возможностей определения модельных параметров, удобства использования. Показаны отличительные стороны новой модели, ее достоинства и недостатки. Рассмотрены возможные области применения полученной модели.