Sciact
  • EN
  • RU

Вычислительный алгоритм для изучения внутренних ламинарных потоков многокомпонентного газа с разномасштабными химическими процессами Тезисы доклада

Конференция V Международная конференция «Суперкомпьютерные технологии математического моделирования»
27-30 июн. 2022 , Москва
Сборник Суперкомпьютерные технологии математического моделирования: тезисы докладов V международной конференции
Сборник, СВФУ им. М.К. Аммосова. Якутск.2022. 50 c. ISBN 9785751333201. РИНЦ
Вых. Данные Год: 2022, Страницы: 44-45 Страниц : 2
Ключевые слова компьютерное моделирование, уравнения газовой динамики с химическими реакциями, расщепление по физическим процессам, радикально-цепные реакции, лазерное излучение, пиролиз этана, computer simulation, gas dynamics equations with chemical reactions, splitting into physical processes, radical chain reactions, laser radiation, ethane pyrolysis
Авторы Пескова Е.Е. 1 , Снытников В.Н. 1
Организации
1 Институт катализа СО РАН, Новосибирск, Россия

Информация о финансировании (1)

1 Российский научный фонд 21-19-00429

Реферат: Разработан вычислительный алгоритм для изучения химических процессов во внутренних течениях многокомпонентного газа при воздействии лазерного излучения. Математическая модель представляет собой уравнения газовой динамики с химическими реакциями при малых числах Маха с учетом диссипативных членов, которые описывают динамику вязкой теплопроводной среды с диффузией, химическими реакциями и подводом энергии посредством лазерного излучения. Для данной математической модели характерно наличие нескольких сильно различающихся между собой временных и пространственных масштабов. Вычислительный алгоритм построен на основе схемы расщепления по физическим процессам. Каждый шаг интегрирования по времени разбивается на следующие блоки: решение уравнений химической кинетики, решение уравнения для интенсивности излучения, решение уравнений конвекции – диффузии, расчет динамической составляющей давления и расчет коррекции вектора скорости. Решение жесткой системы уравнений химической кинетики проводится с помощью специализированной явной схемы второго порядка точности или подключаемым модулем RADAU5. Для нахождения конвективных членов в уравнениях применяются численные потоки Русанова и WENO-схема повышенного порядка аппроксимации. На основе полученного алгоритма разработан код с использованием технологии параллельных вычислений MPI. Созданный код использован для расчетов пиролиза этана с радикальными реакциями. Детально изучается формирование сверхравновесных концентраций радикалов по объему реактора. Проведено численное моделирование течения реакционного газа в плоской трубе с подводом лазерного излучения, востребованное для интерпретации экспериментальных результатов. Показано, что лазерное излучение увеличивает в разы конверсию этана и выходы целевых продуктов на коротких длинах ближе к входу в реакционную зону. Сокращение эффективной длины реакционной зоны позволяет предложить новые решения при проектировании реакторов конверсии этана в ценные углеводороды. Разработанные алгоритм и программа найдут свое применение в создании новых технологий лазерной термохимии.
Библиографическая ссылка: Пескова Е.Е. , Снытников В.Н.
Вычислительный алгоритм для изучения внутренних ламинарных потоков многокомпонентного газа с разномасштабными химическими процессами
В сборнике Суперкомпьютерные технологии математического моделирования: тезисы докладов V международной конференции. – СВФУ им. М.К. Аммосова., 2022. – C.44-45. – ISBN 9785751333201. РИНЦ
Идентификаторы БД:
РИНЦ: 48952865
Цитирование в БД: Пока нет цитирований