Application of high-order numerical schemes and Newton-Krylov method to two-phase drift-flux model

این مقاله در مورد استحکام نرم افزاری و حل کننده روش نیوتن-کریولف در حل مشکلات مدل رگبار جریان شار دو فاز با استفاده از طرح های عددی مرتبه بالا است. در مطالعات قبلی ما، روش نیوتن-کریولف به عنوان یک حل کننده امیدوار کننده برای مشکلات مدل رگبار جریان شار دو فاز است. با این حال، این مطالعات محدود به استفاده از طرح های عددی مرتبه اول بود. علاوه بر این، رویکرد قبلی برای درمان همبستگی بسته شدن جریان رطوبت، بعدها مشخص شد که باعث کاهش عملکرد سازگاری حل کننده می شود، زمانی که مش بسیار تصحیح شد و همچنین زمانی که طرح های عددی مرتبه بالاتر استفاده شد. در این مطالعه، یک طرح تقسیم بندی فضایی مرتبه دوم که توسط دو مدل جریان دو فازی مورد آزمایش قرار گرفته است، برای حل مشکلات مدل رانش شفت توسعه یافت. به منظور بهبود رضایت حل کننده و در نتیجه کارایی، یک روش جدید برای درمان میانگین ریزش فاز گاز به عنوان یک متغیر غیر خطی اولیه به سیستم معادله پیشنهاد شده است. با استفاده از این رویکرد جدید، بهبود قابل توجهی در توانایی حل مسئله به دست آمد. با استفاده از توری بسیار تصفیه شده، درمان پیشنهادی همراه با حل کننده نیوتن-کریولف با مشکلات جریان دو فازی که طیف گسترده ای از شرایط حرارتی هیدرولیکی را پوشش می دهد، به طور گسترده مورد آزمایش قرار گرفت. عملکرد همگرایی رضایت بخش در تمام موارد آزمون مشاهده شد. پس از تایید عددی، به صورت مطالعات همگرایی مش انجام شد، که از آن جهت دستورالعملهای تقریبی فضایی مرتبه اول و مرتبه دوم برای دقت مورد انتظار بدست آمد. در نهایت، مدل رانش شفت همراه با روش های عددی ارائه شده با سه مجموعه آزمایش های جوش جوش که شامل هندسه های مختلف کانال جریان (لوله گرد، لوله مستطیلی و بسته بندی میله ای)، و طیف گسترده ای از شرایط آزمایش ( فشار، جرم جرمی، شار حرارت دیواره، خالی کردن ورودی و تخلخل خالی).