Математическое моделирование нестационарного процесса в слое катализатора с цилиндрической формой зерен

Доклад посвящен разработке математической модели и вычислительного алгоритма для исследования нестационарного процесса в слое катализатора с цилиндрической формой зерен.
Математическая модель двухфазная, она учитывает диффузию реакционной смеси в поры зерна катализатора, изменения концентраций в ходе многостадийных гетерогенных химических реакций, сопутствующий им вынужденный конвективный перенос в зерне, тепломассоперенос реакционной смеси по длине слоя и теплопроводность скелета катализатора. Цилиндрическая форма зерна катализатора обуславливает осесимметричную постановку уравнений диффузии-конвекции-реакции. Уравнения тепломассопереноса для реакционной смеси по длине слоя взяты в приближении модели идеального вытеснения.
Вычислительный алгоритм для исследования разработанной модели построен на основе принципа расщепления по физическим процессам. Для эффективного интегрирования уравнений диффузии-конвекции-реакции и теплопроводности к ним применена регуляризация по Б.Н. Четверушкину.
Модель и алгоритм показали хорошую согласованность расчетных результатов с имеющимися экспериментальными данными и аналитическими решениями.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-21-00242, https://rscf.ru/project/25-21-00242/.