Борисов С.П.   Кудрявцев А.Н.   Шершнев А.А.  

Моделирование многофронтовой детонации на гибридном кластере с использованием детальных химических моделей.

Reporter: Борисов С.П.

Существует много различных детальных моделей химической кинетики для описания горения водорода в кислороде. Они могут включать в себя более ста реакций и несколько десятков химических компонент или же ограничиваться несколькими десятками реакций и 5-10 компонентами. Выбор химической модели для проведении численного моделирования многофронтовой детонации становится нетривиальным вопросом, так как она оказывает существенное влияние на результат: профили газодинамических величин, скорость распространения детонационной волны (ДВ), параметры ячеистой структуры ДВ могут существенно отличаться в зависимости от модели. Это можно объяснить различным количеством химических реакций, используемых в моделях, точностью определения скорости протекания этих реакций и многими другими параметрами. В данной работе проводилось сравнение четырех детальных моделей химической кинетики моделей для описания горения водорода в кислороде в таких случаях как, расчёт взрыва в постоянном объеме и определение задержки воспламенения, расчёт решения Зельдовича-Неймана-Дёринга. Оценивалось влияние азота (N2) на задержку воспламенения и решение ЗНД в различных моделях. Расчет задержки воспламенения и решения ЗНД проводились при помощи собственных программ с использованием программы RADAU5 [1] для интегрирования.
Следующим этапом сравнения моделей послужило прямое численное моделирование распространения ДВ в канале и изучение начальных этапов формирования многофронтовой структуры, которое проводилось при помощи разработанного вычислительного кода с использованием MPI, OpenMP, CUDA, С++, способного запускаться, как на персональном компьютере, суперкомпьютерах, так и на гибридных суперкомпьютерах с ГПУ.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научных проектов №   16-57-48007, 18-08-01442.
Литература
    1. E. Hairer and G. Wanner, Solving ordinary differential equations II. Stiff and differential-algebraic problems. Springer series in computational mathematics 14, springer-verlag 1991, second edition 1996.


To reports list