Информационная система "Конференции"

Тезисы докладов

Многие природные и техногенные катастрофы приводят к возникновению очагов энерговыделения, такие источники тепла часто появляются в пористых средах. К пористым средам с точки зрения механики можно отнести грунты и горные породы, завалы разрушенных зданий и так далее. Таким образом, очаги тепловыделения в пористых средах могут возникать, в частности, при взрывах на атомных и промышленных объектах. Пример аварийного энергоблока Чернобыльской АЭС показал, что может возникнуть очаг тепловыделения в пористой среде (как завал реактора ЧАЭС), локализация и ликвидация которого (либо хотя бы стабилизация) возможны только лишь за счет его охлаждения проходящим через него газом (воздухом) [1].

В настоящей работе рассматриваются нестационарные пространственные течения газа через пористые саморазогревающиеся объекты осесимметричной формы. Предложенная математическая модель изучаемого процесса основана на классических подходах механики сплошных гетерогенных сред, она базируется на предположении двух взаимодействующих взаимопроникающих континуумов [2] и включает в себя уравнения неразрывности, движения, энергии и состояния для каждой компоненты (твердой и газообразной). Отличительной особенностью модели является открытость саморазогревающейся пористой среды в атмосферу снизу и сверху, поэтому расход и скорость фильтрации газа на входе в элемент неизвестны и должны определяться при решении задачи. Для моделирования нестационарных осесимметричных течений газа через пористые объекты с очагами энерговыделения предложен оригинальный численный метод, который основан на комбинации явных и неявных конечно-разностных схем. С использованием данного метода изучены режимы охлаждения различных осесимметричных саморазогревающихся объектов: ступенчато сужающихся, плавно сужающихся, с неравномерным распределением источников тепла. Проведено сравнение этих режимов с процессами охлаждения плоских пористых объектов, рассмотренными в [3, 4]. Показано, что в зависимости от начально-краевых условий и параметров задачи возможно как установление стационарного режима охлаждения изучаемых объектов, так и их неограниченный разогрев, ведущий к расплавлению твердой фазы. Обнаружено, что режим охлаждения осесимметричного объекта может отличаться от режима охлаждения плоского объекта не только количественно, но и качественно. Показано, что для пористых объектов осесимметричной формы разогрев существенно зависит не только от высоты тепловыделяющей зоны и от интенсивности тепловыделения в ней, но и от расстояния между тепловыделяющей зоной и входом в объект, а также от ширины очага выделения тепла.

Работа выполнена при финансовой поддержке Президента Российской Федерации (грант № МК-3651.2008.1), РФФИ (грант № 08-01-90003-Бел_а), Фонда содействия отечественной науке, ДВО РАН.

Литература.

1. Маслов В.П., Мясников В.П., Данилов В.Г. Математическое моделирование аварийного блока Чернобыльской АЭС. М.: Наука, 1987. 144 с.

2. Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. М.: Наука, 1978. 336 с.

3. Левин В.А., Луценко Н.А. Численное моделирование двумерных нестационарных течений газа через пористые тепловыделяющие элементы // Вычислительные технологии. 2006. Т. 11. № 6. с. 44-58.

4. Левин В.А., Луценко Н.А. Движение газа через пористые объекты с неравномерным локальным распределением источников тепловыделения // Теплофизика и аэромеханика. 2008. Т. 15. № 3. с. 407-417.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2000, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2000, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск
    Дата последней модификации: 06-Jul-2012 (11:52:45)