Mathematical modeling of nonstationary problems of methane's laser thermochemistry in the presence of catalytic nanoparticles

E. E. Peskova; Пескова Е. Е.

doi:10.31857/S2686954324030135

Mathematical modeling of nonstationary problems of methane's laser thermochemistry in the presence of catalytic nanoparticles

作者: Peskova E.E.¹
隶属关系:
1. Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “National Research Ogarev Mordovia State University”
期: 卷 517 (2024)
页面: 79-84
栏目: MATHEMATICS
URL: https://rjpbr.com/2686-9543/article/view/647993
DOI: https://doi.org/10.31857/S2686954324030135
EDN: https://elibrary.ru/YANRZO
ID: 647993

如何引用文章

全文:

开放存取

##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问

订阅或者付费存取

详细
全文:
作者简介
参考
补充文件
统计

详细

The article states the computational algorithm based on the finite volume method with splitting by physical processes for modeling non-stationary problems of laser thermochemistry with catalytic nanoparticles in subsonic gas flows. Two-phase flows in a heated pipe with laser radiation and radical kinetics of non-oxidative methane conversion are simulated. It is shown that the conversion of methane is more than 60 % with the predominant formation of ethylene and hydrogen at the outlet of the pipe.

关键词

mathematical modeling, subsonic flows, two-phase medium, chemical reactions, laser radiation

全文:

作者简介

E. Peskova

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “National Research Ogarev Mordovia State University”

编辑信件的主要联系方式.
Email: e.e.peskova@math.mrsu.ru
俄罗斯联邦, Saransk

参考

Борисов В.Е., Якуш С.Е., Сысоева Е.Я. Численное моделирование распространения ячеистых пламен в узком зазоре между пластинами // Математическое моделирование. 2022. Т. 34. № 3. С. 3–25.
Day M.S., Bell J.B. Numerical simulation of laminar reacting flows with complex chemistry // Combustion Theory and Modelling. 2000. V. 4. № 4. P. 535–556.
Snytnikov V.N., Peskova E.E., Stoyanovskaya O.P. Mathematical Model of a Two-Temperature Medium of Gas–Solid Nanoparticles with Laser Methane Pyrolysis // Mathematical Models and Computer Simulations. 2023. № 15 (5). P. 877–893.
Fairbanks D.F., Wilke C.R. Diffusion Coefficients in Multicomponent Gas Mixtures // Ind. Eng. Chem. 1950. V. 42. № 3. P. 471–475.
Snytnikov Vl.N., Snytnikov V.N., Masyuk N.S., Markelova T.V. The Absorption of CO2 Laser Radiation by Ethylene in Mixtures with Methane // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 2020. V. 253. id 107119. P. 1–6.
Lashina E.A., Peskova E.E., Snytnikov V.N. Mathematical modeling of the homogeneous-heterogeneous non-oxidative CH4 conversion: the role of gas-phase H or CH3 // Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis. 2023. 15 p.
Гуренцов Е.В., Еремин А.В., Фальченко М.Г. Моделирование процессов теплообмена лазерно-нагретых наночастиц с окружающей газовой средой // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2011. Т. 11.
Hairer E., Wanner G. Solving Ordinary Differential Equations II. Stiff and Differential-Algebraic Problems. Berlin: Springer-Verlag, 1996.
Русанов В.В. Расчет взаимодействиянестационарных ударных волн с препятствиями // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1961. Т. 1. № 2. C. 267–279.
Klein B., Müller B., Kummer F., Oberlack M. A high-order discontinuous Galerkin solver for low Mach number flows // International Journal for Numerical Methods in Fluids. 2015.
Пескова Е.Е., Снытников В.Н., Жалнин Р.В. Вычислительный алгоритм для изучения внутренних ламинарных потоков многокомпонентного газа с разномасштабными химическими процессами // Компьютерные исследования и моделирование. 2023. Т. 15. № 5. С. 1169–1187.
Shu C.W. Essentially non-oscillatory and weighted essentially non-oscillatory schemes for hyperbolic conservation laws // ICASE Report. 1997. № 97–65. P. 79.
Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкости. М.: Мир, 1991.
Снытников В.Н., Снытников Вл.Н., Масюк Н.С., Маркелова Т.В., Пармон В.Н. Стенд лазерного катализа // Приборы и техника эксперимента. 2021. № 3. С. 129–137.