Численное моделирование двумерных сверхзвуковых течений неоднородных невязких горючих газовых смесей

Автор: Олег Георгиевич Сутырин

Организация: НИИ механики МГУ имени М.В. Ломоносова

Описаны два подхода к моделированию течений горючих газовых смесей на основе уравнений Эйлера и конечно-объемного метода «MUSCLE» типа С.К. Годунова второго порядка аппроксимации, включающий HLLC-решатель локальных задач о распаде разрыва.

В первом подходе применяется модель равновесной смеси совершенных газов. Воздух моделируется смесью кислорода и азота в соотношении 1 к 4, а неоднородность заполнена пропано-кислородной смесью с добавлением азота и ксенона. Горение пропана моделируется одностадийной кинетикой Вестбрука.

Во втором подходе применяется модель совершенного газа с неоднородным распределением молярной массы. Реакция горения газовой смеси моделируется с помощью двухстадийной кинетики Коробейникова-Левина.

Описаны особенности реализации численного метода и кинетик горения, а также определена зависимость одномерной и двумерной структуры газовой детонации от параметров, входящих в модели горения.

Работа выполнена в НИИ механики МГУ имени М.В. Ломоносова с использованием ресурсов суперкомпьютерного комплекса МГУ имени М.В. Ломоносова при частичной финансовой поддержке Совета по грантам президента РФ (МК-3012.2019.1) и Российского фонда фундаментальных исследований (18-01-00793).