Моделирование процессов в пористых средах с выделением или поглощением энергии, химическими превращениями, фазовыми переходами

15 Октября 2019

Докладчик: Н.А. Луценко (ИАПУ ДВО РАН, г. Владивосток)

Тезисы доклада "Моделирование процессов в пористых средах с выделением или поглощением энергии, химическими превращениями, фазовыми переходами" 

Рассматриваются нестационарные течения газа через пористые среды, в которых могут происходить химические превращения и фазовые переходы, процессы выделения или поглощения энергии, в том числе горение твердой фазы. Предложены математические модели и оригинальные вычислительные алгоритмы для исследования указанных процессов в условиях как принудительной фильтрации, так и естественной конвекции. Математические модели строятся в предположении взаимодействующих взаимопроникающих континуумов с использованием классических подходов теории фильтрационного горения и включают в себя уравнения движения, неразрывности, состояния и энергии для каждого компонента (конденсированного и газообразного). Для описания динамики газа используется уравнение сохранения импульса для пористых сред, которое является обобщением классического уравнения Дарси. Оригинальные численные алгоритмы основаны на комбинации явных и неявных конечно-разностных схем. Показано приложение данных моделей и методов расчета к решению разнообразных задач:

— охлаждения пористых объектов с очагами энерговыделения радиоактивного типа (как в аварийном энергоблоке Чернобыльской АЭС),

— горения природных и техногенных пористых систем при принудительной фильтрации и естественной конвекции,

— зарядки/разрядки тепловых аккумуляторов на основе гранулированных или капсулированных материалов с фазовыми переходами,

— газификации твердого горючего в комбинированном заряде низкотемпературного газогенератора высокоскоростного летательного аппарата,

— извлечения ценных металлов из металлсодержащих сред методом фильтрационного горения.