Применение регуляризованных уравнений динамики гетерогенных бинарных смесей для моделирования фазовых переходов вода-пар

А. А. Злотник^ab, Т. А. Ломоносов<sup>ab

a</sup> ИПМ им. М.В. Келдыша РАН
^b НИУ Высшая школа экономики

Аннотация: Используется система четырех дифференциальных уравнений баланса для описания динамики гетерогенных сжимаемых бинарных смесей с уравнениями состояния «сжатого» газа для компонент смеси, в том числе являющимися газом и жидкостью. В данной работе существенны ее квазигомогенная форма, возникающая в результате исключения объемных концентраций компонент из числа искомых функций и построения квадратного уравнения для общего давления компонент, и ее последующая регуляризация квазигазодинамического типа. Приводится описание фазового перехода в пределе мгновенной релаксации к термодинамическому равновесию между компонентами, реализация которого сводится к решению нелинейных уравнений для температуры и давления насыщения. В целом данный подход реализует явная двухслойная по времени и симметричная трехточечная консервативная по пространству разностная схема без лимитеров и с расщеплением по физическим процессам (в одномерном случае). С ее помощью выполняются тестовые расчеты с фазовым переходом вода-пар.

Ключевые слова: газовая динамика, гетерогенная бинарная смесь, квазигазодинамическая регуляризация, фазовый переход вода-пар, явная по времени и симметричная консервативная по пространству разностная схема.

Поступила в редакцию: 12.07.2024
Исправленный вариант: 12.07.2024
Принята в печать: 09.09.2024

DOI: 10.20948/mm-2025-01-09