基于广义立方状态方程用于数值模拟的热力学建模
流体动力学
2022-11-30 v1
摘要
我们进一步阐述了 Cismondi 与 Mollerup [Fluid Phase Equilib. 232 (2005)] 提出的立方状态方程的广义表述。借助该表述，所有著名的立方状态方程均可由特定的一对数值描述，从而实现对不同状态方程的通用实现。基于此广义表述，我们通过给出所有所需热力学性质的相关关联式，推导出一个用于计算流体动力学（CFD）模拟的完整热力学模型。对于输运性质，我们采用 Chung 关联式。我们的通用实现包含了常用的 Soave-Redlich-Kwong 与 Peng-Robinson 状态方程以及 Redlich-Kwong-Peng-Robinson（RKPR）状态方程。前两者假设普适压缩因子，因此仅适用于临界压缩因子相匹配的流体。Redlich-Kwong-Peng-Robinson 通过将状态方程参数视为临界压缩因子的函数克服了这一局限。我们将所得三种状态方程对选定流体的热力学建模相互比较，并与 CoolProp 参考数据对比。作为本文的补充材料，我们提供了一个称为真实气体热力学 Python 库（realtpl）的 Python 工具。该工具可用于评估并比较多种不同流体的结果。此外，我们还提供了该广义形式在 OpenFOAM 中的实现。
引用
@article{arxiv.2209.14616,
title = {Thermodynamic modeling for numerical simulations based on the generalized cubic equation of state},
author = {Theresa Trummler and Martin Glatzle and Alexander Doehring and Noah Urban and Markus Klein},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.14616},
year = {2022}
}