Численное моделирование распространения ламинарного пламени

Авторы

  • А.А. Зоткевич

Ключевые слова:

ламинарное горение
адаптивные сетки
явные схемы

Аннотация

Предложен новый алгоритм моделирования распространения ламинарного пламени, основная идея которого состоит в расчете сеточной энтальпии на грубой пространственно-временной сетке в отличие от концентрации, которая считается на точной сетке. Показана эффективность алгоритма. Кроме того, проведено исследование эффективности табулирования экспоненты и распараллеливания программного кода на системах с общей памятью при помощи OpenMP. Рассмотрены некоторые аспекты алгоритмической и программной реализации моделирования процесса ламинарного горения, в том числе описана структура применяемой пространственной сетки. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (код проекта 07–01–00164).

Новые вычислительные технологии

Загрузки

Опубликован

2020-11-10

Выпуск

Том 10 (2009): Выпуск 2.

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Автор

А.А. Зоткевич

Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН (ИВМиМГ СО РАН)
просп. Лаврентьева, 6, 630090, Новосибирск
• научный сотрудник

Библиографические ссылки

  1. Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.И., Либрович В.Б., Махвеладзе Г.М. Математическая теория горения и взрыва. М.: Наука, 1980.
  2. Spalding D.B. Theoretical aspect of flame stabilization // Aircraft. Eng. 1953. 25, N 295. 264-276.
  3. Мержанов А.Г., Хайкин Б.И., Шкадинский К.Г. Установление стационарного распространения пламени при зажигании газа накаленной поверхностью // Прикл. мех. техн. физ. 1969. № 5. 42-48.
  4. Шкадинский К.Г. О разностном счете задач зажигания и горения с учетом диффузии и гидродинамики // Физ. горения и взрыва. 1969. 5, № 2. 264-272.
  5. Демин М.М., Мажукин В.И., Шапранов А.В. Метод динамической адаптации в проблеме ламинарного горения // Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 2001. 41, № 4. 648-661.
  6. Aly S.L., Simpson R.B., Hermance C.E. Numerical solution of the two-dimensional premixed laminar flame equations // AIAA J. 1979. 17. 56-63.
  7. Winters K.H., Rae J., Jackson C.P., Cliffe K.A. The finite element method for laminar flow with chemical reactions // Int. J. Numer. Methods Eng. 1981. 17. 239-253.
  8. Braack M., Becker R., Rannacher R., Warnatz J. An adaptive finite element method for combustion problems // Proc. 3-d Summer Conf. Numer. Modelling in Cont. Mechanics. Prague, 1998. 91-100.
  9. Рычков А.Д., Шокина Н.Ю. Математические модели фильтрационного горения и их приложения // Вычисл. технологии. 2003. 8, спец. вып., часть 2. 124-144.
  10. Graziadei M. Using local defect correction for laminar flame simulation by Marialuce Valentina Graziadei. Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven, 2004.
  11. Ten Thije Boonkkamp J.H. M., Rook R., Mattheij R.M. M. A multi-level local defect correction technique for laminar flame simulation. CASA Report N 07-27. Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven, 2007.
  12. Braack M. An adaptive finite element method for reactive-flow problems. Ph.D. Thesis. Ruprecht-Karls University of Heidelberg, 1998.
  13. Зоткевич А.А. Численное моделирование распространения фронта пламени в двумерном случае // Тр. конференции молодых ученых. Новосибирск: ИВМиМГ СО РАН, 2004. 61-67.
  14. Лаевский Ю.М., Банушкина П.В. Составные явные схемы // Сиб. журн. вычисл. матем. 2000. 3, № 2. 165-180.
  15. Banushkina P.V., Laevsky Yu.M. Multi-level explicit schemes and their stability // Rus. J. Numer. Anal. Math. Model. 2001. 16, N 3. 215-233.
  16. Зоткевич А.А., Лаевский Ю.М. Об одном классе двухуровневых явных схем // Сибир. журн. вычисл. матем. 2002. 5, № 2. 163-173.
  17. Зоткевич А.А., Лаевский Ю.М. Численное моделирование распространения ламинарного пламени на основе двухуровневых явных схем // Вычисл. технологии. 2006. 11, № 6. 31-43.
  18. Sander I.A. The program of Delaunay triangulation construction for the domain with the piecewise smooth boundary // Bull. of the Novosibirsk Computing Center. 1998. Ser.: Numerical Analysis. Issue 8. 71-79.
  19. Сьярле Ф. Метод конечных элементов для эллиптических задач. М.: Мир, 1980.
  20. Лаевский Ю.М. Метод конечных элементов решения многомерных параболических уравнений. Новосибирск: Изд-во НГУ, 1993.
  21. http://www.intel.com/cd/software/products/asmo-na/eng/266853.htm