1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Журнал вычислительной математики и математической физики
  4. T. 63, № 7, 2023

Журнал вычислительной математики и математической физики, 2023, T. 63, № 7, стр. 1193-1205

Квазигазодинамическая модель и численный алгоритм для описания смесей разнородных флюидов

Т. Г. Елизарова 1, *, Е. В. Шильников 1, **

1 ИПМ им. М.В. Келдыша РАН
125047 Москва, Миусская пл., 4, Россия

* E-mail: telizar@mail.ru
** E-mail: shilnikov@imamod.ru

Поступила в редакцию 14.11.2022
После доработки 14.11.2022
Принята к публикации 30.03.2023

Аннотация

Приведены способ построения и апробация изящного и простого в реализации численного алгоритма для моделирования течений гомогенной смеси газов в предположении равенства температур и скоростей компонент. Алгоритм позволяет получать монотонные профили плотности компонент даже при сильном отличии их показателей адиабаты. Этот же алгоритм позволяет моделировать некоторые течения смеси газ–жидкость. Библ. 20. Фиг. 8. Табл. 2.

Ключевые слова: гомогенная смесь газов, одножидкостное приближение, конечно-разностный алгоритм, регуляризованные уравнения.

Список литературы

  1. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Физическая кинетика. М.: Физматлит, 2002.

  2. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука, 1966.

  3. Головачев Ю.П. Численное моделирование течений газа в ударном слое. М.: Наука, Физматлит, 1996.

  4. Елизарова Т.Г. Квазигазодинамические уравнения и методы расчета газодинамических течений. М.: Научный мир, 2007.

  5. Elizarova T.G., Zlotnik A.A., Shil’nikov E.V. Regularized equations for numerical simulation of flows of homogeneous binary mixtures of viscous compressible gases // Comp. Math. and Math. Phys. 2019. V. 59. № 11. P. 1832–1847.https://doi.org/10.1134/S0965542519110058

  6. Elizarova T.G., Shil’nikov E.V. Numerical simulation of gas mixtures based on the quasi-gasdynamic approach as applied to the interaction of shock wave with a gas bubble // Comp. Math. and Math. Phys. 2021. V. 61. № 1. P. 118–128.https://doi.org/10.1134/S096554252101004

  7. Shilnikov E.V., Elizarova T.G. About one numerical method of compressible multifluid flow modelling in Euler formulation. In: Proc. IRF2020: 7th Inter. Conf. Integrity–Reliability–Failure. J.F. Silva Gomes and S.A. Meguid (ed.), INEGI-FEUP, 2020. P. 613–622.

  8. Хайталиев И.Р., Шильников Е.В. Исследование свойств квазигазодинамической системы уравнений на решении задачи Римана для смеси газов. Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, № 52 2021 г. (перевод: Shilnikov E.V., Khaytaliev I.R. Investigation of the properties of a quasi-gas-dynamic system of equations based on the solution of the Riemann problem for a mixture of gases. Preprints KIAM RAS, 2021, № 52, 12 p).

  9. Abgrall R., Karni S. Computations of compressible multifluids // J. Comp. Phys. 2001. № 2. P. 594–623.

  10. Banks J.W., Schwendeman D.W., Karila A.K., Henshaw W.D. A high-resolution Godunov method for compressible multi-material flow on overlapping grids // J. Comp. Phys. 2007. V. 223. Iss. 1. P. 262–297.

  11. Borisov V.E. and Rykov Yu.G. Modified Godunov method for multicomponent flow simulation // J. Phys.: Conf. Ser. 2019. 1250 012006. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1250/1/012006

  12. Борисов В.Е., Рыков Ю.Г. Численное моделирование течений многокомпонентных газовых смесей с использованием метода двойного потока // Матем. моделирование. 2020. Т. 32. № 9. С. 15–29.

  13. Zlotnik A., Fedchenko A., Lomonosov T. Entropy correct spatial discretizations for 1D regularized systems of equations for gas mixture dynamics // Symmetry. 2022. V. 14. P. 2171.https://doi.org/10.3390/sym14102171

  14. github.com/unicfdlab/QGDsolver

  15. Kraposhin M.V., Smirnova E.V., Elizarova T.G., Istomina M.A. Development of a new OpenFOAM solver using regularized gas dynamic equations // Comp. & Fluid. 2018. V. 166. P. 163–175.https://doi.org/10.1016/j.compfluid.2018.02.010

  16. Елизарова Т.Г. Осреднение по времени как приближенный способ построения квазигазодинамических и квазигидродинамических уравнений // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2011. Т. 51. № 11. С. 2096–2105 (перевод: Elizarova T.G. Time averaging as an approximate technique for constructing quasi-gasdynamic and quasi-hydrodynamic equations // Comp. Math. and Math. Phys. 2011. V. 51. № 11. P. 1973–1982).

  17. Шеретов Ю.В. Динамика сплошных сред при пространственно-временном осреднении. М.-Ижевск, 2009.

  18. Denner F., Cheng-Nian Xiao, Berend G.M. van Wachem Pressure-based algorithm for compressible interfacial flows with acoustically-conservative interface discretization // J. Comp. Phys. 2018. V. 367. P. 192–234. ISSN 0021-9991.https://doi.org/10.1016/j.jcp.2018.04.028

  19. Keiichi Kitamura, Meng-Sing Liou1, Chih-Hao Chang Extension and comparative study of AUSM-family schemes for compressible multiphase flow simulations // Commun. Comp. Phys. 2014. V. 16. № 3. C. 632–674. https://doi.org/10.4208/cicp.020813.190214a

  20. Liou, Meng-Sing, Chih Chang, Loc Hoang Nguyen, Theo G. Theofanous How to solve compressible multifluid equations: a simple, robust and accurate method // AIAA J. 2007. V. 46. P. 2345–2356.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Журнал вычислительной математики и математической физики

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал