Информационная система "Конференции"

Тезисы докладов

Вычислительная математика и математическое моделирование

Численно исследуется осесимметричное, стационарное течение плазмы на основе совместного описания электрической дуги, приэлектродных областей разряда и электродов. Уравнения математической модели включают в себя двумерное магнитогидродинамическое описание течения плазмы, одномерное описание приэлектродных областей разряда и двумерное уравнение теплопроводности для описания состояния электродов. В рамках двухтемпературного описания в математической модели была учтена термическая неравновесность плазмы, при этом использовались различные уравнения энергии для электронов и тяжелых частиц. Турбулентное течение плазмы в канале плазмогенератора моделировалось на основе осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса и двухпараметрической k-eps модели турбулентности. В расчетах учитывались все основные процессы в прикатодной и прианодной областях, включая термоэмиссию, формирование пространственного заряда, ионный и обратный электронный ток.

В рамках такой модели удалось замкнуто описать работу устройства без необходимости привлечения дополнительных экспериментальных данных о катодной и анодной области разряда. Численная дискретизация уравнений проводилась по методу контрольного объема в рамках варианта процедуры SIMPLE, с использованием TVD схем высокого порядка аппроксимации. Разностные уравнения математической модели решались с использованием эффективного неявного метода Булеева, ускоренного по методу сопряженных градиентов.

На базе разработанной модели написана программа, позволяющая производить расчет электрических дуг различной пространственной конфигурации. Было проведено численное моделирование процессов в газодинамическом тракте электродугового плазмотрона при работе на аргоне. Результаты расчетов демонстрируют характеристики прианодной и прикатодной областей разряда, а также их связь с процессами в дуге. Проведено сравнение расчетов свободно горящей электрической дуге в аргоне с экспериментальными данными.

Результаты исследования демонстрируют удовлетворительное совпадение с имеющимися экспериментальными измерениями и имеют важное практическое значение для оптимизации конструкций плазмотронов различного технологического применения, а также для увеличения ресурса работы их электродных узлов.

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 (11:47:01)