Computational simulation of dispersion of a compressible medium emitted by a local source
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2010.3.3.24Keywords:
gas dynamics, Euler system of equations, ideal gas, local source, method of large particlesAbstract
Mathematical simulation of the dispersion of an ideal compressible gas emitted by a local source is considered. The Euler system of differential equations (continuity, impulse, energy and state) and the appropriate initial and boundary conditions are used. The numerical solution is based on the method of large particles (Davydov's method). The exact solution of the problem is used to verify the obtained numerical solution. For improving the accuracy of the numerical solution, the shape of the local source is approximated by elementary cells.
Downloads
References
Давыдов Ю.М. Дифференциальные приближения и представления разностных схем. - М.: МФТИ, 1981. - 131 с.
Пирумов У.Г. Обратная задача теории сопла. - М.: Машиностроение, 1988. - 237 с.
Липанов A.M., Бобрышев В.П., Алиев А.В., Спиридонов Ф.Ф., Лисица В.Д. Численный эксперимент в теории РДТТ. / Под редакцией A.M. Липанова. - Екатеринбург: УИФ «Наука», 1994. - 302 с
Тарунин Е.Л. Вычислительный эксперимент в задачах свободной конвекции. - Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1990. - 228 с.
Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. - М.: Наука, 1980. - 536 с.
Кучер Н.А. Некоторые замечания о схемах расщепления для уравнений газовой динамики, используемых в методе «крупных частиц» // Вычисл. технол. - 2006. - №11. - С. 94-108.
Коннор Дж., Бреббиа К. Метод конечных элементов в механике жидкости. - Л.: Судостроение, 1979. - 264 с.
Роуч П. Вычислительная гидродинамика. - М.: Мир, 1980. - 616 с.
Флетчер К. Вычислительные методы в механике жидкостей: в 2-х томах - М.: Мир, 1991. - 1056 с.
Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация. - М.: Мир, 1986. - 318 с.
Бреббия К, Телес Ж., Вроубел Л. Методы граничных элементов. - М.: Мир, 1987. - 524 с.
Крауч С., Старфилд А. Методы граничных элементов в механике твердого тела. - М.: Мир, 1987. - 328 с.
Угодчиков А.Г., Хуторянский Н.М. Метод граничных элементов в механике деформируемого твердого тела. - Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1986. - 296 с.
Давыдов Ю.М. Численное исследование течения со струями, направленными навстречу потоку // Тр. ВВИА им. Н. Е. Жуковского. - 1971. - Вып. 1301. - С. 70-82.
Давыдов Ю.М. Образование зоны повышенной концентрации частиц при сфокусированном вдуве в двухфазной среде // Доклады АН СССР. - 1990. - Т. 315, № 4. - C. 813-815.
Давыдов Ю.М., Нигматулин Р.И. Расчет внешнего обтекания затупленных тел гетерогенным потоком газа с каплями или частицами // Доклады АН СССР. - 1981. - Т. 259, № 1. - С. 57-60.
Численное исследование актуальных проблем машиностроения и механики сплошных и сыпучих сред методом крупных частиц: в 5 томах / Под. ред. Ю.М. Давыдова. - М.: Национальная академия прикладных наук, 1995. - 1658 с.
Давыдов Ю.М. Аэродинамика, гидроупругость и устойчивость полета парашютных систем. - М.: НАПН РФ, НИИ парашютостроения, 2001. - 306 с.
Галактионов А.Ю., Шманенков В.Н.. Аэрогазодинамические параметры отрывной зоны, возникающей при взаимодействии набегающего сверхзвукового потока с боковыми струями // Космонавтика и ракетостроение. - 2008. - №4. - С. 24-28.
Iglesias I., Vera M., Sanchez A.L., Linan А. Simutations of starting gas jets at low Mach numbers // Phys. Fluids. - 2005. - V. 17, № 3. - P. 038105/1-038105/4. DOI
Мордвинцев Г.Г. Численное исследование структур течения, возникающих в процессе взаимодействия блочных струй с прилегающей поверхностью при их истечении в вакуум // Космонавт. и ракетостр. - 2007. - № 1. - С. 80-85.
Азарова О.А., Колесниченко Ю.Ф. Воздействие тонкого разреженного канала на сверхзвуковое обтекание цилиндрического тела с полостью // Математическое моделирование. - 2008. - Т. 20, № 4. - С. 27-39.
Боровиков С.H., Иванов И.Э., Крюков И.А. Моделирование пространственных течений идеального газа с использованием тетраэдрических сеток // Математическое моделирование. - 2006. - Т. 18, № 8. - С. 37-48.
Дмитриев О.А., Лебо И.Г. Расчеты трехмерных вихревых сверхзвуковых течений многокомпонентных газов на параллельном суперкомпьютере МВС-15000 // 55-я Научно-техническая конференция МИРЭА: Физико-математические науки. - М.: МИРЭА, 2006. - Ч. 2. - С. 14-18.
Tai Chang-Hsien, Teng Jyh-Tong, Lo Shi-Wei, Liu Chia-Wei. A three-dimensional numerical investigation into the interaction of blast waves with bomb shelters // JSME Int. J. В. - 2005. - V. 48, N. 4. - P. 820-829. DOI
Левин В.А., Георгиевский П.Ю. Газодинамика передних отрывных течений в условиях локального энерговклада в набегающий на тело поток // Проблемы современной механики: к 85-летию со дня рождения академика Г.Г. Черного. - М.: МГУ; М.: Омега-Л, 2008. - С. 222-239.
Гарифуллин А.Р. Пример сферически симметричного движения сжимаемой жидкости // Сиб. ж. индустр. мат. - 2007. - Т. 10, № 2. - С. 45-52.
Бояршинов М.Г. Распределение концентрации выхлопных газов вблизи автотрассы со случайным потоком автомобилей // Инж.-физич. журнал. - 2006. - Т. 79, № 6. - С. 128-140.
Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. - М.: Наука, 1978. - 736 с.
Валландер С.В. Лекции по гидроаэромеханике. - Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1978. - 296 с.
Базаров И.П. Термодинамика. - М.: Высшая школа, 1991. - 376 с.
###
Davydov U.M. Differencial’nye priblizenia i predstavlenia raznostnyh shem. - M.: MFTI, 1981. - 131 s.
Pirumov U.G. Obratnaa zadaca teorii sopla. - M.: Masinostroenie, 1988. - 237 s.
Lipanov A.M., Bobrysev V.P., Aliev A.V., Spiridonov F.F., Lisica V.D. Cislennyj eksperiment v teorii RDTT. / Pod redakciej A.M. Lipanova. - Ekaterinburg: UIF <>, 1994. - 302 s
Tarunin E.L. Vycislitel’nyj eksperiment v zadacah svobodnoj konvekcii. - Irkutsk: Izd-vo Irkut. un-ta, 1990. - 228 s.
Marcuk G.I. Metody vycislitel’noj matematiki. - M.: Nauka, 1980. - 536 s.
Kucer N.A. Nekotorye zamecania o shemah rasseplenia dla uravnenij gazovoj dinamiki, ispol’zuemyh v metode <> // Vycisl. tehnol. - 2006. - No11. - S. 94-108.
Konnor Dz., Brebbia K. Metod konecnyh elementov v mehanike zidkosti. - L.: Sudostroenie, 1979. - 264 s.
Rouc P. Vycislitel’naa gidrodinamika. - M.: Mir, 1980. - 616 s.
Fletcer K. Vycislitel’nye metody v mehanike zidkostej: v 2-h tomah - M.: Mir, 1991. - 1056 s.
Zenkevic O., Morgan K. Konecnye elementy i approksimacia. - M.: Mir, 1986. - 318 s.
Brebbia K, Teles Z., Vroubel L. Metody granicnyh elementov. - M.: Mir, 1987. - 524 s.
Krauc S., Starfild A. Metody granicnyh elementov v mehanike tverdogo tela. - M.: Mir, 1987. - 328 s.
Ugodcikov A.G., Hutoranskij N.M. Metod granicnyh elementov v mehanike deformiruemogo tverdogo tela. - Kazan’: Izd-vo Kazanskogo un-ta, 1986. - 296 s.
Davydov U.M. Cislennoe issledovanie tecenia so struami, napravlennymi navstrecu potoku // Tr. VVIA im. N. E. Zukovskogo. - 1971. - Vyp. 1301. - S. 70-82.
Davydov U.M. Obrazovanie zony povysennoj koncentracii castic pri sfokusirovannom vduve v dvuhfaznoj srede // Doklady AN SSSR. - 1990. - T. 315, No 4. - C. 813-815.
Davydov U.M., Nigmatulin R.I. Rascet vnesnego obtekania zatuplennyh tel geterogennym potokom gaza s kaplami ili casticami // Doklady AN SSSR. - 1981. - T. 259, No 1. - S. 57-60.
Cislennoe issledovanie aktual’nyh problem masinostroenia i mehaniki splosnyh i sypucih sred metodom krupnyh castic: v 5 tomah / Pod. red. U.M. Davydova. - M.: Nacional’naa akademia prikladnyh nauk, 1995. - 1658 s.
Davydov U.M. Aerodinamika, gidrouprugost’ i ustojcivost’ poleta parasutnyh sistem. - M.: NAPN RF, NII parasutostroenia, 2001. - 306 s.
Galaktionov A.U., Smanenkov V.N.. Aerogazodinamiceskie parametry otryvnoj zony, voznikausej pri vzaimodejstvii nabegausego sverhzvukovogo potoka s bokovymi struami // Kosmonavtika i raketostroenie. - 2008. - No4. - S. 24-28.
Iglesias I., Vera M., Sanchez A.L., Linan A. Simutations of starting gas jets at low Mach numbers // Phys. Fluids. - 2005. - V. 17, No 3. - P. 038105/1-038105/4. DOI
Mordvincev G.G. Cislennoe issledovanie struktur tecenia, voznikausih v processe vzaimodejstvia blocnyh struj s prilegausej poverhnost’u pri ih istecenii v vakuum // Kosmonavt. i raketostr. - 2007. - No 1. - S. 80-85.
Azarova O.A., Kolesnicenko U.F. Vozdejstvie tonkogo razrezennogo kanala na sverhzvukovoe obtekanie cilindriceskogo tela s polost’u // Matematiceskoe modelirovanie. - 2008. - T. 20, No 4. - S. 27-39.
Borovikov S.H., Ivanov I.E., Krukov I.A. Modelirovanie prostranstvennyh tecenij ideal’nogo gaza s ispol’zovaniem tetraedriceskih setok // Matematiceskoe modelirovanie. - 2006. - T. 18, No 8. - S. 37-48.
Dmitriev O.A., Lebo I.G. Rascety trehmernyh vihrevyh sverhzvukovyh tecenij mnogokomponentnyh gazov na parallel’nom superkomp’utere MVS-15000 // 55-a Naucno-tehniceskaa konferencia MIREA: Fiziko-matematiceskie nauki. - M.: MIREA, 2006. - C. 2. - S. 14-18.
Tai Chang-Hsien, Teng Jyh-Tong, Lo Shi-Wei, Liu Chia-Wei. A three-dimensional numerical investigation into the interaction of blast waves with bomb shelters // JSME Int. J. V. - 2005. - V. 48, N. 4. - P. 820-829. DOI
Levin V.A., Georgievskij P.U. Gazodinamika perednih otryvnyh tecenij v usloviah lokal’nogo energovklada v nabegausij na telo potok // Problemy sovremennoj mehaniki: k 85-letiu so dna rozdenia akademika G.G. Cernogo. - M.: MGU; M.: Omega-L, 2008. - S. 222-239.
Garifullin A.R. Primer sfericeski simmetricnogo dvizenia szimaemoj zidkosti // Sib. z. industr. mat. - 2007. - T. 10, No 2. - S. 45-52.
Boarsinov M.G. Raspredelenie koncentracii vyhlopnyh gazov vblizi avtotrassy so slucajnym potokom avtomobilej // Inz.-fizic. zurnal. - 2006. - T. 79, No 6. - S. 128-140.
Lojcanskij L.G. Mehanika zidkosti i gaza. - M.: Nauka, 1978. - 736 s.
Vallander S.V. Lekcii po gidroaeromehanike. - L.: Izd-vo Leningr. un-ta, 1978. - 296 s.
Bazarov I.P. Termodinamika. - M.: Vyssaa skola, 1991. - 376 s.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2010 Computational Continuum Mechanics
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
