Цель работы: создание математической модели в программном комплексе ANSYS для описания характеристик двухфазного потока в вакуумной канализации. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1) Произвести анализ существующих подходов для описания характеристик двухфазного потока в вакуумных канализациях и анализ базы экспериментальных исследований, выбор модельной задачи. 2) Построить математическую модель в программном комплексе Ansys, рассчитать локальный участок вакуумной канализации. 3) Валидация предлагаемой математической модели. В ходе работы были проанализированы научные статьи в области проектирования вакуумных канализаций и экспериментальные данные по этой теме. Построение математической модели в программном комплексе основывается на эксперименте, проведенным учеными Нездойминовым В.И. и Григоренко Н.И. Для моделирования течения несжимаемой среды в канале (в условии отсутствия внешних сил) решаются уравнения Навье-Стокса, осреднёнными по Рейнольдсу (RANS, Reynolds-Averaged Navier-Stokes) (в программном комплексе Ansys). Для описания характеристик двухфазного потока рассчитывается локальный участок канализации на определенных временных этапах. По результатам расчетов построены графики: а) изменение полей концентраций фаз потока; б) распределение трения на нижней стенке для приведенных 4 моментов времени; в) крайнего положения первого пузырька воздуха; г) потери полного давления; д) среднего трения на стенке.

The purpose of the work: to create a mathematical model in the ANSYS software package to describe the characteristics of a two-phase flow in a vacuum sewer. Tasks that were solved during the study: 1) To analyze the existing approaches for describing the characteristics of a two-phase flow in vacuum sewers and analyze the experimental research base, select a model problem. 2) Build a mathematical model in the Ansys software package, calculate the local section of the vacuum sewer. 3) Validation of the proposed mathematical model. In the course of the work, scientific articles in the field of designing vacuum sewers and experimental data on this topic were analyzed. The construction of a mathematical model in the software package is based on an experiment conducted by scientists Nezdoiminov V.I. and Grigorenko N.I. To simulate the flow of an incompressible medium in a channel (in the absence of external forces), the Navier-Stokes equations averaged by Reynolds (RANS, Reynolds-Averaged Navier-Stokes) are solved (in the Ansys software package). To describe the characteristics of a two-phase flow, a local sewer section is calculated at certain time stages. Based on the results of calculations, graphs are constructed: a) changes in the concentration fields of the flow phases; b) the distribution of friction on the bottom wall for the above 4 time points; c) the extreme position of the first air bubble; d) full pressure losses; e) the average friction on the wall.