针对Peng-Robinson状态方程扩散界面模型的一种新型能量分解方法
数值分析
2019-03-22 v1
摘要
Peng-Robinson状态方程(PR-EoS)因其在预测包括烃类在内的多种材料热力学性质方面的优异精度,已成为化学工程与石油工业中应用最广泛的状态方程之一。尽管在构建带PR-EoS的扩散界面模型的高效数值方法方面已做出巨大努力,仍不存在被证明保持原始能量耗散律的线性数值格式。为追求此类数值格式,我们提出一种新型能量分解(EF)方法,其首先将能量函数分解为若干因子之积,然后利用各因子性质进行处理以获得半隐式线性格式。我们将EF方法应用于由PR-EoS确定的Helmholtz自由能密度,进而提出一种继承原始能量耗散律的线性半隐式数值格式。此外,在特定条件下,所提格式被证明在时间半离散形式与单元中心有限差分全离散形式下均满足最大值原理。数值结果展示了所提格式的稳定性和高效性。
引用
@article{arxiv.1903.08852,
title = {A novel energy factorization approach for the diffuse-interface model with Peng-Robinson equation of state},
author = {Jisheng Kou and Shuyu Sun and Xiuhua Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.08852},
year = {2019}
}
备注
keywords: Diffuse interface model; Peng-Robinson equation of state; Energy stability; Maximum principle