ПРЯМОЕ ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УДАРНОЙ ВОЛНЫ ПО ГЕТЕРОГЕННОЙ СМЕСИ ДВУХ ГАЗОВ

Ю. В. Янилкин, Л. Г. Королёва
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2017. Вып.1. С. 3-16.

      Приводятся одномерная, двумерная и трехмерная постановки задачи распространения ударной волны по гетерогенной смеси двух газов, а также результаты расчетов по методике ЭГАК в эйлеровых, а в одномерном приближении - и в лагранжевых переменных. Показано, что расчет в наиболее реальном для распределения компонентов трехмерном случае дает близкую к аналитическому решению скорость распространения ударной волны (рис. 11, табл. 8, список лит. - 13 назв.).

Полный текст статьи

М. С. Самигулин, П. А. Кучерова, А. Л. Ёлкина, И. Ю. Тагирова, Ю. Ф. Данилов, Н. В. Невмержицкий
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2017. Вып.1. С. 17-29.

      Представлен способ численного моделирования процесса диспергирования среды на границе жидкость-газ за счет неустойчивостей Кельвина-Гельмгольца и Рэлея-Тейлора. В основу подхода положена подсеточная модель диспергирования, базирующаяся на аналитической зависимости амплитуды возмущения от условий на границе раздела сред. Модель реализована в методике ЛЭГАК в рамках численного моделирования динамики дисперсных сред, в которой динамика несущего компонента среды описывается в континуальном (эйлеровом), а динамика дисперсного компонента - в дискретном (лагранжевом) приближении. Возможности методики в моделировании процессов образования и динамики газокапельных смесей демонстрируются на примерах описания результатов экспериментов с поверхностным диспергированием слоя воды под действием взрыва и ускорения жидкости сжатым газом (рис. 9, табл. 2, список лит. - 13 назв.).

Полный текст статьи

А. А. Шестаков
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2017. Вып.1. С. 30-45.

      Для нестационарной задачи переноса излучения P₁-приближение приводит к гиперболической системе уравнений, при решении которой приходится сталкиваться со значительными трудностями при построении монотонной разностной схемы второго порядка аппроксимации. В многомерном случае для систем гиперболических уравнений не удается построить монотонную схему даже первого порядка аппроксимации. Сложность построения монотонных схем для P₁-приближения объясняется тем, что метод сферических гармоник обладает волновым эффектом и может давать отрицательные решения в криволинейных и многомерных геометриях для любого P_n-разложения. Повышение порядка аппроксимации до второго и улучшение монотонных свойств можно достичь путем замены условия сохранения монотонности на условие уменьшения полной вариации в нелинейных TVD-схемах. Целью данной работы было исследование возможных направлений построения монотонных разностных аппроксимаций для системы P₁-уравнений на примере двух схем (рис. 3, список лит. - 26 назв.).

Полный текст статьи

М. П. Пепеляев
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2017. Вып.1. С. 46-59.

       Предложена квадратура CB_n, используемая для аппроксимации уравнения переноса по угловым переменным при численном решении методом дискретных ординат. Данная квадратура обладает свойством симметрии относительно всех координатных осей в отличие от ES_n-квадратуры, которая обеспечивает симметрию только в плоскости XOY. На примере решения трехмерных тестовых задач К.,Кобаяши рассмотрены основные свойства квадратур ES_n и CB_n (рис. 8, табл. 10, список лит. - 12 назв.).

Полный текст статьи

И. В. Капырин, В. В. Сускин, А. В. Расторгуев, К. Д. Никитин
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2017. Вып.1. С. 60-75.

       Основной целью настоящей работы является проверка возможности решения с помощью расчетного кода GeRa задач ненасыщенной фильтрации и переноса в зоне аэрации, т.е. верификация соответствующих моделей кода. Такие задачи наиболее актуальны при оценке безопасности приповерхностных захоронений радиоактивных отходов и иных ядерно- и радиационно опасных объектов. Дается описание математической и численной моделей ненасыщенной фильтрации и переноса в зоне аэрации, реализованных в коде GeRa. Представлен набор из четырех верификационных тестов - известных и описанных в литературе задач: одномерная ненасыщенная фильтрация в сухой грунт (тест Селиа); задача о капиллярном барьере Ольденбурга и Прусса; двумерная насыщенно-ненасыщенная фильтрация и перенос в неоднородной зоне аэрации (обучающая задача для программы VS2DT); натурный эксперимент по ненасыщенной фильтрации и массопереносу в области с дреной. При решении всех четырех задач были получены качественные соответствия с аналитическими значениями и с экспериментальными данными, а также приведено сопоставление с решениями по другим известным кодам - FEFLOW, VS2DT, TOUGH2 и HYDRUS-1D. Авторами впервые предложена и протестирована численная модель влагопереноса с использованием кусочно-линейного восполнения высоты всасывания в ячейках расчетной сетки. Расчетный комплекс GeRa продемонстрировал возможности корректно решать нелинейные задачи фильтрации (рис. 17, табл. 4, список лит. - 23 назв.).

Полный текст статьи

Ю. В. Малых, В. В. Шубин
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2017. Вып.1. С. 76-86.

       Представлена методика расчета коэффициента передачи излучения из сердцевины изогнутого одномодового оптического волокна в приемное оптическое волокно. В методике расчета учитываются эффективность взаимодействия гауссовых лучей (интегралы наложения), пропускание излучения всеми оптическими компонентами и зависимость потерь излучения от длины изгиба. По разработанной методике проведен расчет коэффициента передачи в зависимости от угла изгиба и коэффициента вывода для ОВ типа SMF-28. Полученные результаты сравниваются с экспериментальными данными (рис. 7, табл. 9, список лит. - 10 назв.).

Полный текст статьи