计算部分预混混合物中行进反应界面的交错压力修正数值格式
数值分析
2020-10-16 v1 数值分析
摘要
本文研究一种用于工业应用中湍流爆燃模拟的模型。流动由变组分混合物的欧拉方程控制，燃烧建模基于唯象方法：火焰传播由已燃区特征函数的输运表示，其中化学反应完全；在此区域之外，环境保持未燃状态。在数值上，我们通过类罚方法逼近该问题，即使用有限转化率，其特征时间随空间步长与时间步长趋于零。数值格式在交错的、可能非结构化的网格上工作。时间推进算法为分离式，第一步求解化学组分质量守恒，第二步求解质量、动量与能量守恒。对于算法的后一阶段，我们采用压力修正技术，并求解所谓显焓的平衡方程而非总能量平衡，辅以一致性修正项。该格式被证明满足与连续问题相同的稳定性性质：化学组分质量分数保持在 [0, 1] 区间内，密度与显内能保持为正，且计算域上离散总能量的积分为守恒的。此外，我们表明该格式实际上是守恒的，即其解满足守恒的离散总能量平衡方程，其空间与时间离散化虽不常见但在 Lax-Wendroff 意义下是一致的。最后，我们通过数值观察到罚过程收敛，即令化学时间尺度趋于零可收敛到目标（无限快化学）连续问题的解。测试还表明，格式的精度在很大程度上依赖于化学组分质量平衡中对流算子的离散化。2020年10月14日。
引用
@article{arxiv.2010.07577,
title = {A staggered pressure correction numerical scheme to compute a travelling reactive interface in a partially premixed mixture},
author = {D Grapsas and Raphaèle Herbin and J. -C Latché and Y Nasseri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.07577},
year = {2020}
}