Применение многомасштабного подхода для моделирования сорбционной фильтрации воздуха

Рассматривается моделирование процессов фильтрации воздуха посредством гранулированных сорбентов. Задача актуальна для промышленной очистки воздуха от вредных продуктов производства, а также для бытовой очистки. Математическое моделирование полезно для разработки и модернизации фильтров, а также для оптимизации технического обслуживания. Предложен многомасштабный подход для решения комплексной задачи фильтрации в условиях реальной геометрии. Его основу составляет метод расщепления по физическим процессам и пространственно-временным масштабам. Базовыми моделями на макромасштабах являются уравнения квазигидро- и квазигазодинамики и конвекции-диффузии, на микромасштабах – модели частиц, в том числе молекулярной динамики. Численная реализация первых производится сеточным методом конечных объемов на неструктурированных сетках, вторых – с помощью схемы Верле и ее обобщений. Анализ результатов численных экспериментов подтвердил их достоверность и теоретическую обоснованность.