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

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.26089/NumMet.v21r211

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. A. Marquina and P. Mulet, “A Flux-Split Algorithm Applied to Conservative Models for Multicomponent Compressible Flows,” J. Comput. Phys. 185 (1), 120-138 (2003).
  2. J. H. J. Niederhaus, A Computational Parameter Study for Three-Dimensional Shock-Bubble Interactions , PhD thesis (University of Wisconsin, Madison, 2007).
  3. S. K. Shankar, S. Kawai, and S. K. Lele, “Numerical Simulation of Multicomponent Shock Accelerated Flows and Mixing Using Localized Artificial Diffusivity Method,” in Proc. 48th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition, Orlando, USA, January 4-7, 2010 (American Institute of Aeronautics and Astronautics, Reston, 2010), doi 10.2514/6.2010-352
  4. I. E. Ivanov and I. A. Kryukov, “Numerical Algorithm of Modeling of the Two-Phase Flow Containing Interphase Boundaries,” Fiz.-Khim. Kinetika v Gazovoi Dinam. 13 (4) (2012).
    http://chemphys.edu.ru/issues/2012-13-4/articles/369/. Cited March 17, 2020.
  5. V. Coralic and T. Colonius, “Finite-Volume WENO Scheme for Viscous Compressible Multicomponent Flows,” J. Comput. Phys. 274, 95-121 (2014).
  6. K.-M. Shyue and F. Xiao, “An Eulerian Interface Sharpening Algorithm for Compressible Two-Phase Flow: The Algebraic THINC Approach,” J. Comput. Phys. 268, 326-354 (2014).
  7. A. V. Danilin, A. V. Solovjev, and A. M. Zaitsev, “A Modification of the CABARET Scheme for Numerical Simulation of Multicomponent Gaseous Flows in Two-Dimensional Domains,” Vychisl. Metody Programm. 16, 436-445 (2015).
  8. M. L. Wong and S. K. Lele, “High-Order Localized Dissipation Weighted Compact Nonlinear Scheme for Shock- and Interface-Capturing in Compressible Flows,” J. Comput. Phys. 339, 179-209 (2017).
  9. B. Wang, G. Xiang, and X. Y. Hu, “An Incremental-Stencil WENO Reconstruction for Simulation of Compressible Two-Phase Flows,” Int. J. Multiphase Flow 104, 20-31 (2018).
  10. O. M. Belotserkovskii and Yu. M. Davydov, “A Non-Stationary ’Coarse particle’ Method for Gas-Dynamical Computations,” Zh. Vychisl. Mat. Mat. Fiz. 11 (1), 182-207 (1971) [USSR Comput. Math. Math. Phys. 11 (1), 241-271 (1971)].
  11. D. V. Sadin, “TVD Scheme for Stiff Problems of Wave Dynamics of Heterogeneous Media of Nonhyperbolic Nonconservative Type,” Zh. Vychisl. Mat. Mat. Fiz. 56 (12), 2098-2109 (2016) [Comput. Math. Math. Phys. 56 (12), 2068-2078 (2016)].
  12. D. V. Sadin, “Schemes with Customizable Dissipative Properties as Applied to Gas-Suspensions Flow Simulation,” Mat. Model. 29 (12), 89-104 (2017).
  13. D. V. Sadin, “Application of Scheme with Customizable Dissipative Properties for Gas Flow Calculation with Interface Instability Evolution,” Nauch.-Tekhn. Vestn. Inform. Tekhnol. Mekhan. Optik. 18 (1), 153-157 (2018).
  14. D. V. Sadin, “Application of a Hybrid Large-Particle Method for Calculating Multicomponent Gas Mixture Flows,” Vychisl. Metody Programm. 20, 489-497 (2019).
  15. J. Shi, Y.-T. Zhang, and C.-W. Shu, “Resolution of High Order WENO Schemes for Complicated Flow Structures,” J. Comput. Phys. 186 (2), 690-696 (2003).
  16. R. Abgrall, “How to Prevent Pressure Oscillations in Multicomponent Flow Calculations: A Quasi Conservative Approach,” J. Comput. Phys. 125 (1), 150-160 (1996).
  17. R. Abgrall and S. Karni, “Computations of Compressible Multifluids,” J. Comput. Phys. 169 (2), 594-623 (2001).
  18. D. V. Sadin, B. V. Belyaev, and V. A. Davidchuk, “Comparison of a Modified Large-Particle Method with Some High Resolution Schemes. Two-Dimensional Test Problems,” Vychisl. Metody Programm. 20, 337-345 (2019).
  19. S. K. Godunov, “A Difference Method for Numerical Calculation of Discontinuous Solutions of the Equations of Hydrodynamics,” Mat. Sb. 47 (3), 271-306 (1959).
  20. D. V. Sadin, “On the Convergence of a Certain Class of Difference Schemes for the Equations of Unsteady Gas Motion in a Disperse Medium,” Zh. Vychisl. Mat. Mat. Fiz. 38 (9), 1572-1577 (1998) [Comput. Math. Math. Phys. 38 (9), 1508-1513 (1998)].
  21. D. V. Sadin, “A Modification of the Large-Particle Method to a Scheme Having the Second Order of Accuracy in Space and Time for Shockwave Flows in a Gas Suspension,” Vestn. Yuzhn. Ural. Gos. Univ. Ser. Mat. Model. Programm. 12 (2), 112-122 (2019).
  22. J.-F. Haas and B. Sturtevant, “Interaction of Weak Shock Waves with Cylindrical and Spherical Gas Inhomogeneities,” J. Fluid Mech. 181. 41-76 (1987).
  23. J. J. Quirk and S. Karni, “On the Dynamics of a Shock-Bubble Interaction,” J. Fluid Mech. 318, 129-163 (1996).

Загрузки

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. doi 10.26089/NumMet.v21r211

Выпуск

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения