Математическое моделирование нестационарных задач лазерной термохимии метана в присутствии каталитических наночастиц

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработан вычислительный алгоритм на основе метода конечных объемов с расщеплением системы уравнений по физическим процессам для моделирования нестационарных задач лазерной термохимии с каталитическими наночастицами в дозвуковых потоках газа. Проведено моделирование двухфазных потоков в нагретой трубе с лазерным излучением и радикальной кинетикой неокислительной конверсии метана. Показано, что на выходе трубы конверсия метана составляет более с преимущественным образованием этилена и водорода.

Об авторах

Е. Е. Пескова

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва”

Автор, ответственный за переписку.
Email: e.e.peskova@math.mrsu.ru
Россия, Саранск

Список литературы

  1. Борисов В.Е., Якуш С.Е., Сысоева Е.Я. Численное моделирование распространения ячеистых пламен в узком зазоре между пластинами // Математическое моделирование. 2022. Т. 34. № 3. С. 3–25.
  2. Day M.S., Bell J.B. Numerical simulation of laminar reacting flows with complex chemistry // Combustion Theory and Modelling. 2000. V. 4. № 4. P. 535–556.
  3. Snytnikov V.N., Peskova E.E., Stoyanovskaya O.P. Mathematical Model of a Two-Temperature Medium of Gas–Solid Nanoparticles with Laser Methane Pyrolysis // Mathematical Models and Computer Simulations. 2023. № 15 (5). P. 877–893.
  4. Fairbanks D.F., Wilke C.R. Diffusion Coefficients in Multicomponent Gas Mixtures // Ind. Eng. Chem. 1950. V. 42. № 3. P. 471–475.
  5. Snytnikov Vl.N., Snytnikov V.N., Masyuk N.S., Markelova T.V. The Absorption of CO2 Laser Radiation by Ethylene in Mixtures with Methane // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 2020. V. 253. id 107119. P. 1–6.
  6. Lashina E.A., Peskova E.E., Snytnikov V.N. Mathematical modeling of the homogeneous-heterogeneous non-oxidative CH4 conversion: the role of gas-phase H or CH3 // Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis. 2023. 15 p.
  7. Гуренцов Е.В., Еремин А.В., Фальченко М.Г. Моделирование процессов теплообмена лазерно-нагретых наночастиц с окружающей газовой средой // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2011. Т. 11.
  8. Hairer E., Wanner G. Solving Ordinary Differential Equations II. Stiff and Differential-Algebraic Problems. Berlin: Springer-Verlag, 1996.
  9. Русанов В.В. Расчет взаимодействиянестационарных ударных волн с препятствиями // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1961. Т. 1. № 2. C. 267–279.
  10. Klein B., Müller B., Kummer F., Oberlack M. A high-order discontinuous Galerkin solver for low Mach number flows // International Journal for Numerical Methods in Fluids. 2015.
  11. Пескова Е.Е., Снытников В.Н., Жалнин Р.В. Вычислительный алгоритм для изучения внутренних ламинарных потоков многокомпонентного газа с разномасштабными химическими процессами // Компьютерные исследования и моделирование. 2023. Т. 15. № 5. С. 1169–1187.
  12. Shu C.W. Essentially non-oscillatory and weighted essentially non-oscillatory schemes for hyperbolic conservation laws // ICASE Report. 1997. № 97–65. P. 79.
  13. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкости. М.: Мир, 1991.
  14. Снытников В.Н., Снытников Вл.Н., Масюк Н.С., Маркелова Т.В., Пармон В.Н. Стенд лазерного катализа // Приборы и техника эксперимента. 2021. № 3. С. 129–137.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024