Моделирование физической неустойчивости на контактных границах в течениях многокомпонентных сжимаемых газов гибридным методом крупных частиц

Авторы

Ключевые слова:

гибридный метод крупных частиц, разрешающая способность, многокомпонентная газовая смесь

Аннотация

Статья посвящена развитию гибридного метода крупных частиц применительно к двумерным течениям с развитием физической неустойчивости на поверхностях раздела неоднородных газовых смесей. Высокая разрешающая способность метода продемонстрирована при решении задач взаимодействия ударной волны с цилиндрическим пузырем легкого или тяжелого газов в сравнении с экспериментом и расчетами по другим схемам повышенного порядка аппроксимации.

Автор

Д.В. Садин

Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского,
ул. Ждановская, д. 13, 197198, г. Санкт-Петербург
• профессор

Библиографические ссылки

  1. Marquina A., Mulet P. A flux-split algorithm applied to conservative models for multicomponent compressible flows // Journal of Computational Physics. 2003. 185, N 1. 120–138.
  2. Niederhaus J.H.J. A computation parameter study for three-dimensional shock-bubble interactions. Ph.D. thesis. Madison: University of Wisconsin, 2007.
  3. Shankar S.K., Kawai S., Lele S. Numerical simulation of multicomponent shock accelerated flows and mixing using localized artificial diffusivity method // Proc. 48th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition. Reston: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2010. doi 10.2514/6.2010-352.
  4. Иванов И.Э., Крюков И.А. Численный алгоритм моделирования двухфазных течений, содержащих границы раздела фаз // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2012. 13, вып. 4. http://chemphys.edu.ru/issues/2012-13-4/articles/369/.
  5. Coralic V., Colonius T. Finite-volume WENO scheme for viscous compressible multicomponent flows // Journal of Computational Physics. 2014. 274. 95–121.
  6. Shyue K.-M., Xiao F. An Eulerian interface sharpening algorithm for compressible two-phase flow: the algebraic THINC approach // Journal of Computational Physics. 2014. 268. 326–354.
  7. Данилин А.В., Соловьев А.В., Зайцев А.М. Модификация схемы “КАБАРЕ” для численного моделирования течений многокомпонентных газовых смесей в двумерных областях // Вычислительные методы и программирование. 2015. 16. 436–445.
  8. Wong M.L., Lele S.K. High-order localized dissipation weighted compact nonlinear scheme for shock- and interfacecapturing in compressible flows // Journal of Computational Physics. 2017. 339. 179–209.
  9. Wang B., Xiang G., Hu X.Y. An incremental-stencil WENO reconstruction for simulation of compressible two-phase flows // International Journal of Multiphase Flow. 2018. 104. 20–31.
  10. Белоцерковский О.М., Давыдов Ю.М. Нестационарный метод “крупных частиц” для газодинамических расчетов // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1971. 11, № 1. 182–207.
  11. Садин Д.В. TVD-схема для жестких задач волновой динамики гетерогенных сред негиперболического неконсервативного типа // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2016. 56, № 12. 2098–2109.
  12. Садин Д.В. Схемы с настраиваемыми диссипативными свойствами для численного моделирования течений газа и газовзвесей // Математическое моделирование. 2017. 29, № 12. 89–104.
  13. Садин Д.В. Применение схемы с настраиваемыми диссипативными свойствами к расчету течений газа с развитием неустойчивости на контактной границе // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. 18, № 1. 153–157.
  14. Садин Д.В. Использование гибридного метода крупных частиц для расчета течений многокомпонентных газовых смесей // Вычислительные методы и программирование. 2019. 20. 489–497.
  15. Shi J., Zhang Y.-T., Shu C.-W. Resolution of high order WENO schemes for complicated flow structures // Journal of Computational Physics. 2003. 186, N 2. 690–696.
  16. Abgrall R. How to prevent pressure oscillations in multicomponent flow calculations: a quasi conservative approach // Journal of Computational Physics. 1996. 125, N 1. 150–160.
  17. Abgrall R., Karni S. Computations of compressible multifluids // Journal of Computational Physics. 2001. 169, N 2. 594–623.
  18. Садин Д.В., Беляев Б.В., Давидчук В.А. Сравнение модифицированного метода крупных частиц с некоторыми схемами высокой разрешающей способности. Двумерные тесты // Вычислительные методы и программирование. 2019. 20. 337–345.
  19. Годунов С.К. Разностный метод численного расчета разрывных решений уравнений гидродинамики // Мат. сборник. 1959. 47, № 3. 271–306.
  20. Садин Д.В. О сходимости одного класса разностных схем для уравнений нестационарного движения газа в дисперсной среде // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1998. 38, № 9. 1572–1577.
  21. Садин Д.В. Модификация метода крупных частиц до схемы второго порядка точности по пространству и времени для ударно-волновых течений газовзвеси // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование. 2019. 12, № 2. 112–122.
  22. Haas J.-F., Sturtevant B. Interaction of weak shock waves with cylindrical and spherical gas inhomogeneities // J. Fluid Mech. 1987. 181. 41–76.
  23. Quirk J.J., Karni S. On the dynamics of a shock-bubble interaction // J. Fluid Mech. 1996. 318. 129–163.

Опубликован

2020-03-19

Как цитировать

Садин Д.В. Моделирование физической неустойчивости на контактных границах в течениях многокомпонентных сжимаемых газов гибридным методом крупных частиц // Вычислительные методы и программирование. 2020. 21. 129-137

Выпуск

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)