RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Математическое моделирование // Архив

Матем. моделирование, 2019, том 31, номер 9, страницы 54–78 (Mi mm4110)

Эта публикация цитируется в 1 статье

Многомасштабное моделирование процессов очистки газа

С. В. Поляковab, Ю. Н. Карамзинa, Т. А. Кудряшоваa, В. О. Подрыгаac, Д. В. Пузырьковa, Н. И. Тарасовa

a Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН
b Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ
c Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет

Аннотация: Рассматривается проблема моделирования процессов очистки воздушной среды от мелкодисперсных твердых загрязняющих примесей, кластеризованных в виде наночастиц. Выбранная для исследования технология очистки предполагает применение системы, состоящей из нанофильтров и сорбентов. Оба используемых в ней способа очистки являются в настоящее время весьма востребованными и часто комбинируются в соответствующих устройствах. Первый способ очистки с помощью нанофильтров позволяет получить высокое качество последней. Однако этот способ является дорогостоящим вследствие необходимости частой замены фильтрующих элементов (мембран) и к тому же требует утилизации этих элементов. Второй способ очистки с помощью сорбентов дает относительно низкое качество очистки, однако позволяет проводить последнюю многократно после промывки сорбента специальными жидкостями. Для оптимизации устройств воздушной очистки, использующих нанофильтры и сорбенты, необходимо детальное исследование протекающих в системе очистки процессов. В предлагаемом исследовании рассматривается часть проблемы, связанная с прохождением воздушного потока, содержащего твердые наночастицы загрязнителя, через слой гранулированного сорбента. Для этого разработаны многомасштабная математическая модель, численный алгоритм и параллельная реализация модели на макроскопическом масштабе. Новизна подхода связана с использованием квазигазодинамической модели для описания течения в сорбирующем слое, а также с предложенной многомасштабной постановкой задачи. Предварительные расчеты на основе макромодели показали работоспособность предложенного подхода.

Ключевые слова: процессы очистки газа, многомасштабное моделирование, численные схемы на неструктурированных сетках, параллельные алгоритмы, высокопроизводительные вычисления.

Поступила в редакцию: 15.04.2019
Исправленный вариант: 15.04.2019
Принята в печать: 20.05.2019

DOI: 10.1134/S0234087919090041


 Англоязычная версия: Mathematical Models and Computer Simulations, 2020, 12:3, 302–315

Реферативные базы данных:


© МИАН, 2025