|
Эта публикация цитируется в 1 научной статье (всего в 1 статье)
Моделирование тепловой конвекции в пористых средах с учетом объемного тепловыделения в коде GeRa
Ф. В. Григорьевa, И. В. Капыринba, Ю. В. Василевскийb a ИБРАЭ РАН
b Институт вычислительной математики РАН
Аннотация:
В статье рассматривается задача моделирования тепловой конвекции в пористых средах с учетом объемного тепловыделения, возникающая при оценке безопасности захоронений радиоактивных отходов (РАО).
В первом разделе представлен краткий обзор известных гидрогеологических расчетных кодов, обладающих функционалом для решения тепловых задач (FEFLOW, SUTRA, SEAWAT, TOUGH2). Отмечается отсутствие возможности учета объемного тепловыделения вследствие радиоактивного распада в данных программных комплексах. Дается описание расчетного кода GeRa собственной разработки.
Во втором разделе рассмотрена математическая модель сопряженных процессов фильтрации, массо- и теплопереноса, реализованная в коде GeRa. Модель описывает процессы в насыщенной пористой среде и учитывает радиоактивный распад, сорбцию на породе, зависимость плотности и вязкости жидкости от температуры. Уравнение теплопереноса записывается в предположении теплового равновесия между раствором и породой. Учитывается перенос тепла конвекцией и кондукцией-термодисперсией, источники в виде скважин и объемного тепловыделения вследствие радиоактивного распада.
В третьем разделе представлен численный метод, реализованный в коде GeRa для решения сопряженной задачи. Дискретизация по пространству осуществляется с использованием методов конечных объемов (МКО). Для дискретизации по времени применяется схема полностью неявного итерационного сопряжения, на каждой итерации которой последовательно решаются задачи фильтрации, тепло- и массопереноса.
В четвертом разделе приводится тестовая задача о конвекции тепловыделяющей жидкости в замкнутой двумерной полости с изотермическими стенками, заполненной пористой средой. Результаты решения кодом GeRa сравниваются с асимптотическим решением, полученным Haajizadeh.
В пятом разделе представлены результаты моделирования в коде GeRa экспериментов Buretta и Berman по изучению режимов свободной тепловой конвекции жидкости с объемным тепловыделением в пористой среде. Сравниваются зависимости числа Нуссельта от числа Рэлея, полученные в натурном эксперименте и численно.
В шестом разделе рассматривается тестовая задача о непрерывной закачке высокоактивных РАО в пласт-коллектор. Демонстрируется возможность совместного расчета процессов фильтрации, тепло- и массопереноса. Численное решение, полученное в коде GeRa, сравнивается с известным аналитическим решением.
Ключевые слова:
численное моделирование, тепловая конвекция в пористых средах, объемное тепловыделение, код GeRa.
Поступила в редакцию: 22.05.2017 Исправленный вариант: 14.09.2017
Образец цитирования:
Ф. В. Григорьев, И. В. Капырин, Ю. В. Василевский, “Моделирование тепловой конвекции в пористых средах с учетом объемного тепловыделения в коде GeRa”, Чебышевский сб., 18:3 (2017), 235–254
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/cheb577 https://www.mathnet.ru/rus/cheb/v18/i3/p235
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 260 | PDF полного текста: | 107 | Список литературы: | 28 |
|