RUS  ENG ЖУРНАЛЫ   ПЕРСОНАЛИИ   ОРГАНИЗАЦИИ   КОНФЕРЕНЦИИ   СЕМИНАРЫ   ВИДЕОТЕКА   ПАКЕТ AMSBIB
Общая информация
Последний выпуск
Архив

Поиск публикаций
Поиск ссылок

RSS
Последний выпуск
Текущие выпуски
Архивные выпуски
Что такое RSS



Компьютерные исследования и моделирование:
Год:
Том:
Выпуск:
Страница:
Найти






Персональный вход:
Логин:
Пароль:
Запомнить пароль
Войти
Забыли пароль?
Регистрация


Компьютерные исследования и моделирование, 2018, том 10, выпуск 6, страницы 755–774 (Mi crm683)  

ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ И ОСНОВЫ ИХ РЕАЛИЗАЦИИ

Анализ численного метода решения задачи о распространении пламени по вертикальной поверхности горючего материала

А. А. Шаклеин, А. И. Карпов, А. А. Болкисев

Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН, Россия, 426067, г. Ижевск, ул. Т. Барамзиной, д. 34

Аннотация: Снижение пожарной опасности при использовании полимерных материалов является одной из актуальных научно-технических задач. В связи со сложностью проведения экспериментальных исследований в данной области важным направлением современной фундаментальной науки является развитие теоретических основ описания реагирующих течений. Для решения вопросов, связанных с распространением пламени по поверхности горючего материала, необходимо совершенствовать методы математического моделирования, что обусловлено большим количеством протекающих физико-химических процессов, требующих моделирования каждого из них в отдельности, и сложным характером взаимодействия между этими процессами как в газовой среде, так и в твердом теле.
Распространение пламени вверх по вертикальной поверхности твердого горючего материала сопровождается нестационарными вихревыми структурами течения газа вблизи области горения, образование которых происходит в результате тепловой нестабильности и за счет действия сил естественной конвекции, ускоряющей горячие продукты сгорания. За счет вихревых структур от горячего газофазного пламени в твердый материал в каждый момент времени поступает разное количество тепловой энергии. Поэтому адекватный расчет теплового потока и, соответственно, вихревого течения имеет важное значение для оценки скорости распространения пламени.
Данная работа посвящена оценкам параметров численного метода решения задачи распространения пламени по поверхности горючего материала, учитывающего сопряженный характер взаимодействия газовой среды и твердого тела и вихревое течение, вызванное естественной конвекцией. В работе рассмотрены особенности использования различных аппроксимационных схем, используемых при интегрировании исходных дифференциальных уравнений по пространству и во времени, релаксации полей при итерировании внутри шага по времени, различных шагов интегрирования по времени.
Сформулированная в работе математическая модель позволяет описывать процесс распространения пламени по поверхности горючего материала. Газодинамика моделируется системой уравнений Навье–Стокса, вихревое течение описывается комбинированной моделью турбулентности RANS-LES (DDES),турбулентное горение — комбинированной моделью горения Eddy Break-Up с учетом кинетических эффектов, теплопередача излучением — методом сферических гармоник первого порядка аппроксимации (P1). Решение уравнений производится в программном пакете OpenFOAM.

Ключевые слова: метод решения, численные схемы, итерационная процедура, распространение пламени, твердый горючий материал, пиролиз, турбулентное диффузионное горение, тепломассообмен.

Финансовая поддержка Номер гранта
Российский фонд фундаментальных исследований 16-08-00110
16-38-00543
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты № 16-08-00110а и № 16-38-00543мол_а).


DOI: https://doi.org/10.20537/2076-7633-2018-10-6-755-774

Полный текст: PDF файл (18692 kB)
Полный текст: http://crm.ics.org.ru/.../2740
Список литературы: PDF файл   HTML файл

Тип публикации: Статья
УДК: 544.452.2:519.63
Поступила в редакцию: 19.10.2017
Исправленный вариант: 27.08.2018
Принята в печать:11.09.2018

Образец цитирования: А. А. Шаклеин, А. И. Карпов, А. А. Болкисев, “Анализ численного метода решения задачи о распространении пламени по вертикальной поверхности горючего материала”, Компьютерные исследования и моделирование, 10:6 (2018), 755–774

Цитирование в формате AMSBIB
\RBibitem{ShaKarBol18}
\by А.~А.~Шаклеин, А.~И.~Карпов, А.~А.~Болкисев
\paper Анализ численного метода решения задачи о распространении пламени по вертикальной поверхности горючего материала
\jour Компьютерные исследования и моделирование
\yr 2018
\vol 10
\issue 6
\pages 755--774
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/crm683}
\crossref{https://doi.org/10.20537/2076-7633-2018-10-6-755-774}


Образцы ссылок на эту страницу:
  • http://mi.mathnet.ru/crm683
  • http://mi.mathnet.ru/rus/crm/v10/i6/p755

    ОТПРАВИТЬ: VKontakte.ru FaceBook Twitter Mail.ru Livejournal Memori.ru


    Citing articles on Google Scholar: Russian citations, English citations
    Related articles on Google Scholar: Russian articles, English articles
  • Компьютерные исследования и моделирование
    Просмотров:
    Эта страница:76
    Полный текст:39
    Литература:13
     
    Обратная связь:
     Пользовательское соглашение  Регистрация  Логотипы © Математический институт им. В. А. Стеклова РАН, 2020