Сопряженный расчет течений в областях, содержащих пористое тело и свободный поток

Abstract

Рассмотрена модель для сопряженного расчета течений в областях, содержащих насыщенное пористое тело и свободный поток. Она основана на обобщенных уравнениях Навье--Стокса для несжимаемой жидкости, получаемых осреднением по репрезентативному элементарному объему пористой среды и записанных для всей расчетной области, состоящей из двух отличающихся по составу подобластей. Для численной реализации данной модели разработан алгоритм расчета, основанный на методе конечных элементов и методе Ньютона для решения нелинейных уравнений. Он был реализован с использованием открытой вычислительной платформы FEniCS. Верификация разработанной расчетной методики проведена на известных численных результатах других авторов. Кроме того, проведены и проанализированы модельные расчеты течений в автомобильном каталитическом нейтрализаторе.