Детальная информация

Работа посвящена исследованию структуры закрученного течения, а также освоению методик измерения характеристик такого течения в модели кровеносного сосуда ультразвуковым доплеровским методом, анализу структуры течения в широком диапазоне чисел Рейнольдса (Re = 100 ÷ 2000) при разной степени закрученности потока. Одной из ключевых целей настоящей работы является оценка точности ультразвукового доплеровского (УЗД) метода для определения компонент скорости. Для создания закрученного течения были спроектированы и напечатаны на 3-D принтере модели завихрителя, который представляет собой скрученную ленту с поворотом на 180º, 270º и 360º между входной и выходной кромками. Для проведения физического моделирования УЗД методами был собран и настроен имитатор кровотока. Экспериментальное исследование закрученного течения проводилось в цилиндрической трубке диаметром d = 6 мм, длиной l = 20 см. Аналогичные модели для численного моделирования были спроектированы и построены для сопоставления с проведёнными экспериментами. Выполнены параметрические расчёты закрученного течения при заданных параметрах, которые позволили получить новые данные по структуре течения, выведены значения интегрального параметра закрутки, наглядно представлена структура течений. В результате работы были проанализированы результаты численного и физического моделирования закрученного течения, также были сопоставлены результаты проведённых экспериментов относительно численных расчётов.

The work is dedicated to the study of the structure of swirling flow and the mastering of measurement techniques for flow characteristics in a blood vessel model using the ultrasonic Doppler method. It includes the analysis of flow structure over a wide range of Reynolds numbers (Re = 100 - 2000) with varying degrees of flow swirl. One of the key objectives of this work is to evaluate the accuracy of the ultrasonic Doppler method in determining velocity components. To create swirling flow, vortex generator models were designed and 3D-printed, representing twisted tapes with rotations of 180º, 270º, and 360º between the inlet and outlet edges. For the physical modeling using the US methods, a flow simulator was assembled and calibrated. The experimental study of swirling flow was conducted in a cylindrical tube with a diameter of d = 6 mm and a length of l = 20 cm. Similar models for numerical simulations were designed and constructed for comparison with the experimental results. Parametric calculations of swirling flow were performed under specified parameters, providing new data on flow structure, and obtaining values of the integral swirl parameter. The flow structure was visually presented, and the results of numerical and physical modeling of swirling flow were analyzed and compared.