Quasi-Gasdynamic Model and Numerical Algorithm for Describing Mixtures of Different Fluids

T. G. Elizarova; Елизарова Т. Г.; E. V. Shil’nikov; Шильников Е. В.

doi:10.31857/S0044466923070050

Квазигазодинамическая модель и численный алгоритм для описания смесей разнородных флюидов

Авторы: Елизарова Т.Г.¹, Шильников Е.В.¹
Учреждения:
1. ИПМ им. М.В. Келдыша РАН
Выпуск: Том 63, № 7 (2023)
Страницы: 1193-1205
Раздел: МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
URL: https://ogarev-online.ru/0044-4669/article/view/136194
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044466923070050
EDN: https://elibrary.ru/ZXOZPY
ID: 136194

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

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.

Об авторах

Т. Г. Елизарова

ИПМ им. М.В. Келдыша РАН

Email: telizar@mail.ru
Россия, 125047, Москва, Миусская пл., 4

Е. В. Шильников

ИПМ им. М.В. Келдыша РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: shilnikov@imamod.ru
Россия, 125047, Москва, Миусская пл., 4

Список литературы

Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Физическая кинетика. М.: Физматлит, 2002.
Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука, 1966.
Головачев Ю.П. Численное моделирование течений газа в ударном слое. М.: Наука, Физматлит, 1996.
Елизарова Т.Г. Квазигазодинамические уравнения и методы расчета газодинамических течений. М.: Научный мир, 2007.
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
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
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.
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).
Abgrall R., Karni S. Computations of compressible multifluids // J. Comp. Phys. 2001. № 2. P. 594–623.
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.
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
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.
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
github.com/unicfdlab/QGDsolver
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
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).
Шеретов Ю.В. Динамика сплошных сред при пространственно-временном осреднении. М.-Ижевск, 2009.
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
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
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.