A Fully Implicit Numerical Scheme for Simulation of Two Phase Flow in a Vertical Channel Using the Drift Flux Model

Abstract

در این مقاله جریان دوفازی در یک کانال عمودی با استفاده از مدل شار رانشی به صورت کاملاً ضمنی شبیه‌­سازی شده است. پایداری بدون شرط و هم­چنین، دقت مرتبه­‌ی دوی نتایج نسبت به زمان از مزایای این روش است. تاکنون از روش نیوتون برای حل دستگاه معادلات غیرخطی حاصل از گسسته­‌سازی کاملاً ضمنی معادلات میدانی مدل­‌های فیزیکی استفاده شده است. فقدان هم­گرایی آن بدون حدس اولیه‌­ی خوب و تشکیل ماتریس ژاکوبین، معضلاتی را برای پژوهش‌گران در این زمینه ایجاد کرده است. در این مقاله، با استفاده از الگوریتم سیمپل، روشی کاملاً ضمنی برای شبیه‌­سازی جریان دوفازی، ارائه شده است. این روش معضلات مذکور در روش نیوتون را ندارد. برای محدوده‌­ی وسیعی از شرایط، پارامترهای کلیدی ترموهیدرولیکی محاسبه شده با این مدل، توافق خوبی با نتایج تجربی و نرم­‌افزار ریلپ دارند. با توجه به نتایج، همان­طور که انتظار می‌­رفت، دقت مدل ارائه شده نسبت به زمان از مرتبه­ی دو است و نیاز به محدودیت گام زمانی برای حفظ پایداری ندارد.