Моделирование метастабильности, Возможно ли?

[Cfduser 0]

Необходимо смоделировать сложную газодинамическую задачу быстрого нагрева конденсированного вещества с переходом в метастабильное, а затем газообразное состояние. Используется трехфазное уравнение состояния: конденсированное вещество, газ и их смесь. УРС позволяет определять термодинамические параметры в стабильных и метастабильных состояниях и определять зоны их существования. Процесс нагрева происходит быстрее, чем характерное время фазовых переходов.

Возможно ли моделирование такого процесса с использованием одножидкостной газодинамики с использованием лагранжевого или эйлерова подхода?

Возможно ли такое реализовать используя одножидкостную или двужидкостную газодинамику в каком-либо приближении?

Какие методики можно использовать для этого?

[Eugeen 6]

Используется трехфазное уравнение состояния: конденсированное вещество, газ и их смесь. УРС позволяет определять термодинамические параметры в стабильных и метастабильных состояниях и определять зоны их существования. Процесс нагрева происходит быстрее, чем характерное время фазовых переходов.

Правльно ли я понял: у Вас поток моновещества (химически однородная среда)?

Если так, то какие три ФАЗЫ ВЫ ВЫДЕЛЯЕТЕ.?

Есть ли у Вас уравнения состояния для этого вещества, т.е. напр. давление как функция плотности и температуры? Одинаковыми уравнениями описывается область однофазного состояния и область между спинодалью и бинодалью?

[Cfduser 0]

Правльно ли я понял: у Вас поток моновещества (химически однородная среда)?

<{POST_SNAPBACK}>

Правильно. Алюминий.

Если так, то какие три ФАЗЫ ВЫ ВЫДЕЛЯЕТЕ.?

<{POST_SNAPBACK}>

Конденсированное вещество, газ и их смесь.

Есть ли у Вас уравнения состояния для этого вещества, т.е. напр. давление как функция плотности и температуры? Одинаковыми уравнениями описывается область однофазного состояния и область между спинодалью и бинодалью?

<{POST_SNAPBACK}>

Урс есть. Он табличный. Разными. Одним для смеси, другим для конденсированного вещества и третьим для пара (газа). Например, при одних и тех же плотности и давлении если может существовать перегретый пар и смесь, то можно узнать отдельно давление в паре и давление в смеси.

[Eugeen 6]

Алюминий находится только в жидком и газообразном состоянии, или в твердом тоже?

В противном случае, согласно термодинамике, у Вас двухфазный поток смеси жидкой и газообразной фаз алюминия, не находящихся в равновесии.

Тогда Вам подойдет методика, разработанная для пакета CATHARE или Relap-5 3D

[Cfduser 0]

Алюминий находится только в жидком и газообразном состоянии, или в твердом тоже?

<{POST_SNAPBACK}>

Возможно будет пятифазный УРС с твердым состоянием.

Тогда Вам подойдет методика, разработанная для пакета CATHARE или Relap-5 3D

<{POST_SNAPBACK}>

В этих программах двухфазная газодинамика в эйлеровом приближении.

Как мне кажется, в лагранжевом приближении можно обойтись однофазной газодинамикой (при необходимости разбивая ячейки на части, так чтобы в каждой находилась только одна фаза). Ещё в конденсированном веществе должны возникать отрицательные давления, приводящие к разрыву вещества. Для этого я хочу использовать отдельное уравнение для пористости. Если при этом использовать двужидкостное приближение, то получается уже трехфазная система, которую не совсем понятно как замыкать.

[Eugeen 6]

Возможно будет пятифазный УРС с твердым состоянием.

Не дайте себя запутать. Одновременно (правда, в равновесном состоянии) только в тройной точке возможно наличие трех фаз вещества (твердая, жидкая и газообразная фазы). В неравновесном состоянии это возможно немного сдвинуто относительно тройной точки, но ведь вы пишете что процесс нагрева быстрее фазовых переходов, поэтому этим сдвигом можно пренебречь. Но тогда твердой фазы вообще не должно быть. Это чистый двухфазный поток.

В этих программах двухфазная газодинамика в эйлеровом приближении.

Как мне кажется, в лагранжевом приближении можно обойтись однофазной газодинамикой (при необходимости разбивая ячейки на части, так чтобы в каждой находилась только одна фаза).

Это вряд ли! (Правда точнее говорить об Эйлеровых или Лагражевых координатах а не о приближении!)

В вашей задаче Лагражев подход будет неэффективен, т.к. приток тепла у Вас фиксирован по координатам. Тем не менее исходные уравнения CATHARE или Relap-5 3D можно переписать и в Лагражевых координатах. Главное в них - методы правильного учета взаимодействия фаз. Это как раз то, чего нет в CFD-пакетах (всяких там разных FLUENTах), что пыжатся доказать некоторые, явно ангажированные им, расчетчики.

[Cfduser 0]

Можете дать ссылку на статью или документацию с уравнениями в Relap-5?

[Eugeen 6]

Ссылка:

Документ:INEEL-EXT-98-00834 Volume I Revision 2.3

"RELAP5-3D© CODE MANUAL

VOLUME I: CODE STRUCTURE, SYSTEM

MODELS, AND SOLUTION METHODS"

Original Manuscript Completed:

February 1999

Revision 2.3 Completed:

April 2005

Idaho National Laboratory

Idaho Falls, Idaho 83415