Кластерная структура газовых потоков двухмерного конфузора сложного трубопровода

В работе были исследованы текстурные и фрактальные характеристики газовых потоков в поворотном колене технологического трубопровода газофакельной установки и были рассчитаны следующие показатели кластерной структуры: энергия, энтропия, коэффициент инерции, коэффициент однородности, коэффициент кластерного эксцесса, коэффициент кластерной асимметрии, информационная мера корреляции кластеров. В предлагаемой статье аналогичные исследования проведены для двухмерного конфузора сложного трубопровода. Также как в работе, исследования кластерной структуры газовых течений в конфузоре основаны на использовании двухмерной компьютерной модели нестационарных сжимаемых газовых течений в трубопроводах, подробно описанной в [3]. Использованная в этих работах компьютерная модель основана на классических моделях гидродинамики: «частицы в ячейке» [4] и МакКормака [5]. Компьютерная модель [3] позволяет моделировать сложные гидродинамические течения в различных узлах трубопровода для различных комбинаций начальных и граничных условий, а также при различных физико- химических свойствах транспортируемых газов.

Известно, что одной из важных проблем гидродинамики газовых потоков в трубопроводах является проблема их вибрационной устойчивости. Одной из причин возникновения вибраций трубопровода являются пульсации давления газового потока, которые существенно возрастают при прохождении импульсов давления через узлы сложного ТТ такие как поворотные колена, диффузоры и конфузоры. При этом некоторые пульсационные свойства газового потока могут быть описаны с помощью фрактальных показателей. Следует отметить, что структура турбулентных вихревых потоков в ТТ при больших числах Рейнольдса имеет значительный практический интерес в связи с мощными ударными и вибрационными воздействиями этих потоков на ТТ и продолжают в настоящее время интенсивно изучаться как методами математического моделирования, так и экспериментальным путем.