Численный алгоритм моделирования двухфазных течений с учетом сжимаемости, вязкости и массовых сил
pdf (English)

Ключевые слова

Двухфазные течения
сжимаемость
вычислительная гидродинамика
вычислительная газодинамика
метод конечных объёмов
OpenFOAM

Как цитировать

Крапошин, М., Кухарский, А., Корчагова, В., & Шевелёв, А. (2022). Численный алгоритм моделирования двухфазных течений с учетом сжимаемости, вязкости и массовых сил. Industrial Processes and Technologies, 2(3(5), 6–27. https://doi.org/10.37816/2713-0789-2022-2-3(5)-6-27

Аннотация

В работе представлено расширение численного алгоритма проекционного типа для моделирования течений сжимаемых газов и жидкостей на случай двухфазной смеси с учетом сжимаемости одной или обеих фаз. В основе численной схемы лежит гибридный алгоритм Курганова — Ноэля — Петровой/PIMPLE. Основные балансные соотношения аппроксимируются в консервативной форме и решаются для скорости, давления и температуры, а плотность вычисляется через уравнение состояния каждой из фаз. Для избежания схемных осцилляций в области межфазного интерфейса используется подход на основе акустическо-консервативной аппроксимации. Численный алгоритм был реализован на основе известной открытой библиотеки вычислительной гидро-, аэро- и газодинамики OpenFOAM в виде программы-решателя interTwoPhaseCentralFoam. Решатель был верифицирован и валидирован на ряде однофазных и двухфазных задач: распад разрыва для идеального газа (задача Сода), распад разрыва для идеальной жидкости, распад разрыва для двухфазной смеси (распространение волны давления из газа в жидкость, из жидкости в газ), движение контактного разрыва, течения вязкой несжимаемой жидкости, обрушение колонны несжимаемой жидкости, взаимодействие колонны воды (плоской капли) с ударной волной при M=2.4.

Исходный код и набор тестов доступны на GitHub:

https://github.com/unicfdlab/hybridCentralSolvers.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 17-79-20445, https://rscf.ru/project/17-79-20445/ «Развитие эффективных численных методов расчета нестационарных аэрогидродинамических нагрузок для аэрогидробаллистического проектирования летательных аппаратов»

https://doi.org/10.37816/2713-0789-2022-2-3(5)-6-27
pdf (English)
Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Copyright (c) 2022 Промышленные процессы и технологии