Динамика паровоздушной смеси в зазоре между каплей и твёрдой подложкой (Вестник Пермского университета. Физика, 2026)
В работе представлены результаты численного моделирования движения воздуха и водяного пара из-под капли, находящейся в подвешенном состоянии над горячей твёрдой подложкой. Ранее подобная задача была решена в упрощенной постановке с помощью модифицированного уравнения для концентрации водяного пара с модельным учетом конвективного переноса среды. Сейчас для описания массопереноса используется полная система уравнений Навье–Стокса, которая замыкается при помощи уравнения состояния для двухкомпонентного идеального газа. Задача решается численно методом конечных разностей в осесимметричной постановке. Получены поля скорости паровоздушной смеси и концентрации пара, которые демонстрируют наличие избыточного давления под каплей за счёт интенсивного испарения вследствие нагрева от горячей подложки. Для экспериментальных значений материальных параметров показана возможность левитации капли над подложкой. Представляемые данные неплохо согласуются с результатами расчетов, которые были получены ранее в рамках более простого подхода.