Разработана методология численного моделирования процессов нестационарного сопряженного теплообмена. Она основана на стратегии параллельного интегрирования определяющих уравнений в газовой области и твердом теле. Трехмерная модель учитывает нестационарное тепловое взаимодействие вязкого многокомпонентного газа и твердого тела. Газодинамическая модель основана на расширенной системе уравнений Навье-Стокса с добавлением уравнений для учета диффузии компонентов. В твердом теле записывается нестационарное уравнение теплопроводности. Численный метод основан на прямом сопряжении процессов теплообмена в силу сквозного интегрирования по времени уравнения теплопроводности в газовой области и твердом теле с автоматической аппроксимацией условия сопряжения – непрерывности температуры и теплового потока. Предложенный способ обобщен для многоблочных конформных неструктурированных сеток. Этот подход особенно эффективен для нестационарных расчетов, так как не требует использования итерационного метода на каждом временном шаге. Результаты сравнения с аналитическим решением модельной задачи подтверждают эффективность предложенного метода.

численное моделирование, уравнения Навье–Стокса, сопряженный теплообмен, газовая смесь, твердое тело

Математическое моделирование в актуальных проблемах науки и техники

Жуков Виктор Тимофеевич,  ,  orcid.org/0000-0002-0649-1547,  ИПМ им. М.В. Келдыша РАН

Новикова Наталия Дмитриевна,  ,  orcid.org/0000-0002-3896-2956,  ИПМ им. М.В. Келдыша РАН

Феодоритова Ольга Борисовна,  ,  orcid.org/0000-0002-2792-9376,  ИПМ им. М.В. Келдыша РАН