О ГИПЕРБОЛИЗАЦИИ МОДЕЛИ ГАЗОВЗВЕСИ С ОБЩИМ ДАВЛЕНИЕМ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлен способ гиперболизации модели многоскоростной многокомпонентной гетерогенной смеси с общим давлением, состоящей из различных газов и одной несжимаемой компоненты путем введения в уравнения модели параметра ξ. Проведен характеристический анализ уравнений модифицированной модели и установлена их гиперболичность при значении параметра ξ ∈(0, 1]. Показано, что при определенном выборе ξ купируется “паразитное” движение отдельных компонентов смеси. При интегрировании гиперболической системы уравнений применен многомерный узловой метод характеристик, основанный на расщеплении исходной системы уравнений по координатным направлениям на ряд одномерных подсистем, каждая из которых решается с использованием обратного метода характеристик. С помощью этого подхода рассчитан ряд одномерных и двумерных модельных задач.

Об авторах

В. С Суров

Челябинский государственный университет

Email: surovvictor@gmail.com
Челябинск, Россия

Список литературы

  1. Нигматулин Р.Н. Динамика многофазных сред. М.: Наука, 1987.
  2. Ramshaw J.D., Trapp J.A. Characteristics, stability, and short wavelength phenomena in two-phase flow equation systems // Nucl. Sci. Eng. 1978. 66 (93).
  3. Stewart H.B. Stability of two-phase flow calculation using two-fluid models // J. Comput. Phys. 1979. Vol. 33. P. 259–270.
  4. Волков К.Н., Емельянов В.Н., Картенко А.Г., Тетерина И.В. Моделирование нестационарного течения газовзвеси, возникающего при взаимодействии ударной волны со слоем частиц // Вычисл. методы и программирование. 2020. Т. 21. С. 96–114.
  5. Суров В.С. Липерболические модели в механике гетерогенных сред // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2014. Т. 54. № 1. С. 139–148. https://doi.org/10.1134/S096554251401014X
  6. Хмель Т.А., Федоров А.В. Моделирование плоских волн детонации в газовзвеси наноразмерных частиц алюминия // Физ. горения и взрыва. 2018. Т. 54. № 2. С. 71–81.
  7. Stacelike H., Franchello G., Worth B., Graf U., Romstedt P., Kumbaro A., Garcia-Cascales J., Paillere H., Deconinck H., Ricchiuto M., Smith B., De Cachard F., Toro E.F., Romenski E., Minouni S. Advanced three-dimensional two-phase flow simulation tools for application to reactor safety (ASTAR) // Nuclear Eng. and Design. 2005. Vol. 235. № 2–4. P. 379–400.
  8. Хмель Т.А. Моделирование динамических процессов в слабозапыленных и насыщенных газовзвесях (обзор) // Физ. горения и взрыва. 2021. Т. 57. № 3. С. 3–17.
  9. Федоров А.В., Хмель Т.А. Проблемы замыкания моделей при описании детонации ультрадисперсных газовзвесей алюминия // Физ. горения и взрыва. 2019. Т. 55. № 1. С. 3–20.
  10. Тронин Д.А., Федоров А.В. Численная схема высокого порядка для моделирования динамики в смеси реагирующих газов и инертных частиц // Вычисл. технологии. 2013. Т. 18. № 4. С. 64–76.
  11. Сабин Д.В. TVD-схема для жестких задач волновой динамики гетерогенных сред негиперболического неконсервативного типа // Ж. вычисли. матем. и матем. физ. 2016. Т. 56. № 12. С. 2098–2109.
  12. Суров В.С. О гиперболизации ряда моделей механики сплошной среды // Инженерно-физ. журнал. 2019. Т. 92. № 5. С. 2341–2357. https://doi.org/10.1007/s10891-019-02046-x
  13. Суров В.С. Релаксационная модель вязкого теплопроводного газа // Компьютерные исследования и моделирование. 2022. Т. 14. № 1. С. 23–43. https://doi.org/10.20537/2076-7633-2022-14-1-23-43
  14. Суров В.С. Многомерный узловой метод характеристик для гиперболических систем // Компьютерные исследования и моделирование. 2021. Т. 13. № 1. С. 19–32. https://doi.org/10.20537/2076-7633-2021-13-1-19-32
  15. Суров В.С. Узловой метод характеристик в многожидкостной гидродинамике // Инженерно-физ. журнал. 2013. Т. 86. № 5. С. 1080–1087. https://doi.org/10.1007/s10891-013-0937-5
  16. Куликовский А.Г., Позорелов Н.В., Семенов А.Ю. Математические вопросы численного решения гиперболических систем уравнений. М.: Физматлит, 2012. 656 с.
  17. Странин Дж.В. (Дорф Рэней). Теория звука. Т. 2. М.: ОГИЗ, 1944.
  18. Клейман Я.З. О распространении волн слабого разрыва в многокомпонентной среде // Акустический журнал. 1958. Т. 4. № 3. С. 253–262.
  19. Суров В.С. Латентные волны в гетерогенных средах // Инженерно-физ. журнал. 2014. Т. 87. № 6. С. 1404–1408. https://doi.org/10.1007/s10891-014-1151-9
  20. Суров В.С. Об одной модификации узлового метода характеристик // Компьютерные исследования и моделирование. 2023. Т. 15. № 1. С. 29–44. https://doi.org/10.20537/2076-7633-2023-15-1-29-44
  21. Суров В.С. К расчету течений газожидкостных смесей модифицированным узловым методом характеристик // Сиб. журнал вычисли. матем. 2023. Т. 26. № 4. С. 431–450. https://doi.org/10.1134/S1995423923040079
  22. Губайдуллин А.А., Дудко Д.Н., Урианеев С.Ф. Воздействие воздушных ударных волн на преграды, покрытые пористым слоем // Вычисли. технологии. 2001. Т. 6. № 3. С. 7–20.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025