Глушков Д.О.   Кузнецов Г.В.   Стрижак П.А.  

Математическое моделирование процессов тепломассопереноса в условиях фазовых переходов и химического реагирования при зажигании конденсированных веществ локальными источниками энергии

Докладчик: Стрижак П.А.

Проведение экспериментальных исследований интегральных характеристик и закономерностей тепломассопереноса при зажигании конденсированных веществ (КВ) одиночными «горячими» частицами не всегда возможно. Это обусловлено спецификой процесса (изменение температуры источника в течение индукционного периода) и ограниченностью возможностей известных экспериментальных методик. Математическое моделирование позволяет исключить ряд проблем, связанных, например, с фиксированием параметров быстроразвивающегося реального физического процесса, а также более детально описать последовательные этапы от начального момента прогрева КВ до его зажигания.
Математическая модель процесса представлена системой нелинейных нестационарных дифференциальных уравнений в частных производных, соответствующих основным положениям общей теории теплопереноса в химической кинетике и свободной конвекции.
Алгоритм решения системы дифференциальных уравнений с соответствующими начальными и граничными условиями основан на методе конечных разностей. Для решения разностных аналогов дифференциальных уравнений использовался локально-одномерный метод. Система одномерных разностных уравнений решалась методом итераций с применением метода прогонки на каждой итерации при использовании неявной четырехточечной разностной схемы.
Верификация сформулированной математической модели и оценка достоверности результатов численного исследования выполнена путем их сравнения с известными результатами экспериментов, а также проверки консервативности используемых разностных схем. Кроме того, проведено тестирование примененных численных методов и разработанного алгоритма решения системы нелинейных нестационарных дифференциальных уравнений в частных производных с соответствующими начальными и граничными условиями на примере группы менее сложных задач теплопроводности и конвективного теплопереноса.