A modification of the method of large particles in the problem of the calculation of an accidental explosion of air-gas environment
Keywords:
Air-gas mixture, emergency explosion, numerical calculation, large particle method, concentration function, non-reflecting boundaryAbstract
Purpose. Development of an effective scheme for numerical calculation of the joint solution of the problem of gas dynamics and chemical kinetics of combustion of a gas-air medium on the basis of the large-particle method. Methodology. Mathematical modeling, numerical experiment, analysis and generalization and results. Findings. For joint solution of problems of gas dynamics and chemical kinetics of combustion gas environments proposed in the numerical scheme of the method of large particles concentration function, which allows to take into account the multicomponent composition of the gas medium. The concentration function makes it possible to introduce into the numerical scheme the equations of chemical kinetics in the form of the Arrhenius equation and to distinguish the chemical reaction components and combustion products. In the problem of calculating detonation explosions, strong pressure gradients arise which, when the front of the shock wave reaches the free exit boundary, nonphysical fluctuations of the parameter are generated. To exclude their influence on the process under consideration, various types of approximation of parameters in the fictitious layer of the design scheme are analyzed. From the analysis of physical processes an effective form of the boundary conditions is found for a free yield for the problem of propagation of a shock wave in a channel. Originality. Modification of the numerical method of large particles due to the introduction of a concentration function allows the joint solution of the problem of gas dynamics and chemical kinetics of explosive combustion of a gas-air medium. For correct operation of the boundary conditions, a free exit into the conditions of discontinuous flows is developed for the scheme of approximation of the parameter in a fictitious layer on the basis of the shock adiabat of a particular gas. Practical value. The modification of the large-particle method makes it possible to conduct a numerical experiment on the calculation of safe distances in emergency gas explosions in coal mine conditions, and also on the basis of calculating the propagation of a shock air wave through a channel to determine the dynamic loads on explosion-proof structures.References
Egorov M.Yu. Metod Davydova – sovremennyy metod postanovki vychislitelnogo eksperimenta v raketnom tverdotoplivnom dvigatelestroyenii [Davydov's method is a modern method of placing the computational experiment in solid propellant engine]. Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo universiteta. Seriya: Aerokosmicheskaia tekhnika [PNRPU Aerospace Engineering Bulletin]. (2014), no. 37, pp. 6-70. (in Russian).
Ilgamov M.A. and Gilmanov A.N. Neotrazhaiushchiye usloviia na granitsakh raschetnoy oblasti [Non-reflecting conditions on boundaries of computational domain]. Moscow: Fizmatlit, 2003, 240 p. (in Russian).
Lidskiy B.V., Posvyanskiy V.S. and Frolov S.M. Neotrazhayushchiye granichnyye usloviia na otkrytykh granitsakh dlia szhimayemykh i neszhimayemykh mnogomernykh techeniy [Nonreflecting boundary conditions on open boundaries for compressible and incompressible multidimensional flows]. Goreniye i vzryv [Combustion and explosion]. Editor-in-Chief and Chair of Editorial Council Professor S.M. Frolov. 2009, Vol. 2, pp. 31-35. (in Russian).
Vasenin I.M., Shrager E.R., Kraynov A. Yu. and Paleev D. Yu. Matematicheskoye modelirovaniye nestatsionarnykh protsessov ventiliatsii seti vyrabotok ugol'noy shakhty [The mathematical modelling of nonsteady ventilation processes of coal mine working net]. Kompyuternyye issledovaniia i modelirovaniye [Computer researches and modelling]. 2011, Vol. 3, no. 2. pp. 155-163. (in Russian).
Polandov Yu.H. and Babankov V.A. Vliianiye mesta raspolozheniia istochnika vosplameneniia v pomeshchenii na razvitiye vzryva gaza [The effect of the location of the source of ignition in the premises for the development of gas explosion]. Pozharovzryvobezopasnost [Fire and Explosion Safety]. 2014, no. 3, pp. 68-74. (in Russian).
Skob Yu.A. Chislennoye modelirovaniye detonatsii v gazovykh smesiakh [Numerical modeling of detonation in gas mixtures]. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho universytetu [The Journal of V.N.Karazin Kharkiv National University]. 2013, no. 1058, pp. 149-157. (in Russian).
Chernay A.V., Nalisko N.N. and Bartashevskaya L.I. (2017), “Regularities ignition gas mixture the heat source associated with accidental emissions gas”, The scientific heritage (Budapest, Hungary), no. 10(10), vol. 3, pp. 58-66.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Редакція Видання категорично засуджує прояви плагіату в статтях та вживає всіх можливих заходів для його недопущення. Плагіат розглядається як форма порушення авторських прав і наукової етики.
При виявлені у статті більш ніж 25% запозиченого тексту без відповідних посилань та використання лапок, стаття кваліфікується як така, що містить плагіат. У цьому випадку стаття більше не розглядається редакцією, а автор отримує перше попередження.
Автори, в статтях яких повторно виявлено плагіат, не зможуть публікуватися в усіх журналах Видавництва ДВНЗ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури».
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
