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具有尖锐间断的单压双流体模型的完全隐式解。 (英语) Zbl 1410.76253号

摘要:管道中的瞬态两相流是核工程和石油工程中常见的现象。由于相界面处的复杂相互作用和流体性质的巨大变化,多相流比单相流复杂得多。然而,建模压力、温度、相速度和体积分数对于设计、管理、优化和安全分析至关重要。多相流建模通常采用两种方法:(a)局部瞬时公式和(b)平均公式。本文研究了平均单压双流体模型(以及Bestion的界面压力关联式),提出了一种全隐式数值解。将获得的数值解与文献中可用的基准问题(水龙头测试和相位分离)的参考解进行比较。为了验证上述平均模型和所提出的全隐式解是否可以应用于研究逆流和压力、速度和体积分数的急剧不连续性问题,提出了广义瞬态无摩擦偏析试验的新参考解。所提出的参考解和数值解之间的比较允许对所研究的平均模型进行详细验证。最后,研究了突然多相流体注入和随后的封管过程,并对数值结果进行了讨论。正如预期的那样,观察到瞬态浪涌压力和具有相位出现和消失的同流/逆流。

MSC公司:

76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用
6500万08 含偏微分方程初值和初边值问题的有限体积法
76T10型 液气两相流,气泡流

软件:

CATHARE公司
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Abgrall,R.,《如何在多组分流动计算中防止压力振荡:准保守方法》,《计算物理杂志》,125,1,150-160,(1996)·Zbl 0847.76060号
[2] Ashrafizadeh,A。;德瓦德,C。;艾德米尔,N.,一种用于热工水力模拟的无雅可比牛顿-克利洛夫方法,《国际数值方法流体》,77,10,590-615,(2015)
[3] 巴雷,F。;Bernard,M.,《CATHARE代码策略和评估》,Nucl Eng Des,124,3,257-284,(1990)
[4] Bendiksen,K.H。;缅因州,D。;Moe,R。;Nuland,S.,《动态双流体模型OLGA:理论与应用》,SPE Prod Eng,6,02,171-180,(1991)
[5] Bestion,D.,CATHARE规范中的物理闭合定律,Nucl Eng Des,124,3,229-245,(1990)
[6] Bestion,D.,CATHARE代码中的相位出现和消失,工业多相流的数值和物理建模趋势。卡吉斯,(科尔斯),法国,1-10,(2000)
[7] 布鲁克斯,C.S。;Hibiki,T。;Ishii,M.,一维双流体模型中的界面阻力,Prog Nucl Energy,61,57-68,(2012)
[8] 美国核管理委员会,TRACE V5.0理论手册,场方程,求解方法和物理模型,TRACE TRAC/RELAP高级计算引擎,(2008)
[9] 科克尔,F。;阿明,K.E。;Godlewski,E。;伯沙姆,B。;Rascle,P.,用迎风格式求解两相流的数值方法,《计算物理杂志》,136,2,272-288,(1997)·兹伯利0893.76052
[10] 丁,T.N。;努尔加列夫,R.R。;Theofanous,T.G.,理解提出的双流体模型,第十届核反应堆热工水力学国际专题会议(NURETH-10),1-10,(2003)
[11] Drew,D。;Chen,L。;Lahey Jr,R.T.,两相流中虚拟质量效应的分析,国际多相流杂志,5,233-242,(1979)·Zbl 0434.76078号
[12] Drew,D.A。;Lahey Jr,R.T.,通用本构原理在多维两相流方程推导中的应用,国际J多相流,5,4,243-264,(1979)·Zbl 0434.76077号
[13] Drew,D.A。;Passman,S.L.,多组分流体理论,第135卷,(2006),Springer科学与商业媒体
[14] Evje,S。;Flátten,T.,通用双流体模型的混合通量分裂方案,《计算物理杂志》,192175-210,(2003)·Zbl 1032.76696号
[15] Evje,S。;Flótten,T.,两相流数值分辨率的混合中心迎风格式,ESAIM:数学模型数值分析,39,2,253-273,(2005)·Zbl 1130.76057号
[16] Evje,S。;Flátten,T.,双流体模型的弱隐式数值格式,SIAM科学计算杂志,26,5,1449-1484,(2005)·Zbl 1149.76673号
[17] Evje,S。;Flátten,T.,双流体模型的CFL破坏数值格式,科学计算杂志,29,1,83-114,(2006)·Zbl 1149.76639号
[18] Figueiredo,A.B。;巴普蒂斯塔,R.M。;de Freitas Rachid,F.B。;Bodstein,G.C.R.,使用双流体模型对天然气管道中分层模式两相流的数值模拟,Int J多相流,88,30-49,(2017)
[19] 弗雷波利,C。;Mahaffy,J.H。;Ohkawa,K.,关于二相三场流动模型的全隐式数值格式的实施说明,Nucl Eng Des,225,2-3,191-217,(2003)
[20] García-Cascales,J。;Paillère,H.,AUSM格式在多维可压缩两相流问题中的应用,Nucl Eng Des,236,12,1225-1239,(2006)
[21] García Cascales,J.R.,非定常一维两相流的保守数值格式,(2001),西班牙卡塔赫纳政治大学,博士论文
[22] Gidaspow,D.,两相流建模,传热,第7卷,(1974)
[23] Hibiki,T。;Ishii,M.,两相流的热流体动力学,(2006),Springer·Zbl 1204.76002号
[24] Ishii,M.,两相流的热流体动力学理论,(1975),巴黎埃罗莱斯·Zbl 0325.76135号
[25] 石井,M。;Mishima,K.,双流体模型和流体动力学本构关系,Nucl Eng Des,82,2-3107-126,(1984)
[26] 小拉希·R·T。;Drew,D.A.,《使用多维四场双流体模型分析两相流和传热》,Nucl Eng Des,204,1-3,29-44,(2001)
[27] LeVeque,R.J.,双曲线问题的有限体积法,第31卷,(2002),剑桥大学出版社·Zbl 1010.65040号
[28] 莫拉莱斯·鲁伊斯,S。;里戈拉,J。;罗德里格斯,I。;Oliva,A.,利用双流体模型和基于压力的方法对液气两相流进行数值解析,国际J多相流,43,118-130,(2012)
[29] Munkejord,S.T.,两相流数值计算的双流体模型和漂移流模型分析,(2006),挪威科技大学博士论文
[30] Munkejord,S.T.,《压力和速度松弛双流体模型的数值研究》,Adv Appl Math Mech,20,10,1-32,(2010)
[31] Omgba-Essama,C.,瞬态气液流动的数值模拟(应用于分层和段塞流状态),(2004),克兰菲尔德大学,博士论文
[32] Paillère,H。;科尔,C。;Cascales,G.J.R.,《关于将AUSM+方案扩展到可压缩双流体模型》,《计算流体》,32,891-916,(2003)·Zbl 1040.76044号
[33] Patankar,S.,《数值传热和流体流动》(1980),CRC出版社·Zbl 0521.76003号
[34] Prosperetti,A。;Tryggvason,G.,多相流的计算方法,(2009),剑桥大学出版社
[35] 秦,H.,预测与第2.1号数值基准测试的比较:水龙头流量,多相科学技术,6,1-4,557-590,(1992)
[36] Ransom,V.H.,第2.1号数值基准测试:水龙头流量,多相科学技术,3465-467,(1987)
[37] Ransom,V.H。;Hicks,D.L.,两相流双曲双压模型,《计算物理杂志》,53,1,124-151,(1984)·Zbl 0537.76070号
[38] RELAP5,RELAP5-3D代码手册第1卷:代码结构、系统模型和解决方案方法,(2001年),爱达荷州爱达荷瀑布爱达荷国家工程与环境实验室83415
[39] 罗宾逊,D.B。;Peng,D.-Y.,《GPA Peng-Robinson程序中庚烷和重馏分的表征》,(1978年),气体处理协会
[40] 索雷尔,R。;Abgrall,R.,《可压缩多流体和多相流的多相Godunov方法》,《计算物理杂志》,150,2,425-467,(1999)·Zbl 0937.76053号
[41] 索雷尔,R。;Lemetayer,O.,《具有界面、冲击、爆轰波和空化的可压缩流动的多相模型》,《流体力学杂志》,431239-271,(2001)·Zbl 1039.76069号
[42] Shekari,Y。;Hajidavaloo,E.,《osher和PRICE-C格式在求解两相流可压缩等温双流体模型中的应用》,计算流体,86,363-379,(2013)·Zbl 1290.76108号
[43] Städtke,H.,两相流的气体动力学方面,(2006),Wiley-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA
[44] Stuhmiller,J.,界面压力对两相流模型方程特性的影响,Int J Multiphase flow,3,61551-560,(1977)·兹比尔0368.76085
[45] Toumi,I.,双流体两相流模型的迎风数值方法,Nucl Sci Eng,123,2,147-168,(1996)
[46] 图米,I。;Kumbaro,A.,双流体模型的近似线性化Riemann解算器,《计算物理杂志》,124,2286-300,(1996)·Zbl 0847.76056号
[47] 香港Versteeg。;Malalasekera,W.,《计算流体动力学导论:有限体积法》,(2007),培生教育
[48] Wallis,G.B.,一维两相流,(1969),McGraw-Hill
[49] 王,Z。;龚,J。;Wu,C.,使用基于压力的算法对一维两相流进行数值模拟,数值传热第a部分,68,4,369-387,(2015)
[50] Yeom,G.-S。;Chang,K.-S.,等熵双曲双流体模型的基于通量的波分解方案,数值热传递B部分,59,4,288-318,(2011)
[51] 邹,L。;赵,H。;Zhang,H.,使用双流体六方程模型隐式求解相位出现和消失问题,Prog Nucl Energy,88,198-210,(2016)
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