حل عددی مدل شار- رانشی جریان دوفازی با روش پایستار در امتداد مسیر مرکزی PRICE-C

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز

2 استاد، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز

3 استادیار، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه یاسوج

چکیده

جریان‌های دوفازی در صنایع نفت و گاز و نیروگاه‏های هسته‌ای از اهمیت ویژه‏ای برخوردار هستند. در تحقیق حاضر از مدل شار رانشی برای مدل‌سازی ریاضی جریان‌های دوفازی استفاده شده و تحلیل هذلولوی آن نیز انجام شده است. برای حل عددی معادلات هذلولوی مدل شار رانشی، از روش پایستار در امتداد مسیر مرکزی اولیه (PRImitive CEntered) PRICE-C استفاده شده است. به دلیل اینکه در این روش برای حل سیستم معادلات نیاز به محاسبه تمام ساختار مشخصه سیستم نیست، سرعت حل بالا می باشد. مسائل لوله ضربه، موج انبساطی و انبساط گذر صوتی با استفاده از این روش حل شده است. نتایج به‌دست آمده نشان دهنده این است که روش PRICE-C توانایی بالایی در تسخیر ناپیوستگی‌های میدان جریان دارد و به‏خوبی می تواند رفتار جریان را پیش بینی نماید.

کلیدواژه‌ها


Ishii M., and Hibiki T., "Thermo-fluid dynamics of two-phase flow", vol. 1, West Lafayette, Springer, 2005. Prosperetti A., and Tryggvason G., "Computational Methods for Multiphase flow", Cambridge University Press, 2007. G. B. Wallis, One-Dimensional Two-Phase Flow vol. 1: McGraw-Hill, Inc 1969. Ishii M., "One-Dimensional Drift-Flux Model and Constitutive Equations for Relative Motion Between Phases in Various Two-Phase Flow Regimes", Argonne National Laboratory, October 1977. Romate J. E., "An approximate Riemann solver for a two-phase flow model with numerically given slip relation", Int. J. Computers & Fluids, vol. 27, pp. 455–477, 1998. Teyron B., "Ecoulements diphasique instationnaires en conduite horizontale", Institut national polytechnique Toulouse, 1989. Benzoni-Gavage S., "Analyse numeriquedes modeles hydrodynamiques decoulements diphasique instationnairesdans les reseaux de production petroliere", École normale supérieure lyon, 1991. Evje S. A. F., Flatten T., "On the wave structure of two phase flow models", Petroleum.nsf, 2005b. Evje S. A. F., Fjelde K. K., "Hybrid flux splitting schemes for a two phase flow model", Computational physics, vol. 175, pp. 674–701, 2002. Fjelde K. K., Karlsen K. H., "High resolution hybrid primitive–conservative upwind schemes for the drift flux model," Computers & fluids, vol. 31, pp. 335–367, 2002. Ansari M. R., and Shokri V., "Numerical modeling of slug flow initiation in a horizontal channels using a two-fluid model", Int. J. Heat and Fluid Flow, vol. 32, pp. 145-155, 2011. Loilier P., "Numerical simulation of Two-Phase Gas-Liquid Flows in Inclined and Vertical Pipelines", Ph. D. Thesis, Applied Mathematics and Computing Group Cranfield University, 2006. Omgba-Essama C., "Numerical Modelling of Transient Gas-Liquid Flows (Application to Stratified & Slug Flow Regimes)", Ph. D. Thesis, Applied Mathematics and Computing Group, Cranfiel, 2004. Evje s., and Fjelde K. K., "On a rough AUSM scheme for a one-dimensional two-phase model", Int. J. Computers & Fluids, vol. 32, pp. 1497-1530, 2003. Munkejord S. T., et al., "The multi-stage centred-scheme approach applied to a drift-flux two-phase flow model", Int. J., for Numerical Methods in Fluids, vol. 52, pp. 679-705, 2006. Flåtten T., Munkejord S. T., "The approximate Riemann solver of Roe applied to a drift-flux two-phase flow model", Int. J. Mathematical Modelling and Numerical Analysis, vol. 40. pp 735-764. 2006. Canestrelli A. S. A., Dumbser M., and Toro E. F., "Well-balanced high-order centred schemes for non-conservative hyperbolic systems. Applications to shallow water equations with fixed and mobile bed", Advances in Water Resources, vol. 32, pp. 834-844, 2009. Cheremisinoff N. P., Encyclopedia of Fluid Mechanics, vol. 3, 1986. Santos O. L. A., "A Dynamic Model of Diverter Operations for Handling Shallow Gas Hazards in Oil an Gas Exploratory Drilling", Ph. D. Thesis, Louisiana State University, 1989. Zuber N., "Average Volumetric Concentration in Two-Phase Flow Systems", Int. J. Heat Transfer, vol. 87, pp. 453-464, 1965. Toro E. F., "Riemann solvers and numerical methods for fluid dynamics", Second edition ed, Springer verlag, Berlin, 1990. Baudin M., Berthon C., Coquel F., Masson R., And tran q. H., "A relaxation method for two phase flow models with hydrodynamic closure law", Numerische mathematik, vol. 99, pp. 411–440, 2005a.