污染物在水中扩散的MPS数值模拟  被引量:1

Numerical Simulations of Pollutant Diffusion in Water Using MPS Method

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作  者:张凯[1] 周子棋 孙中国[1] 席光[1] ZHANG Kai;ZHOU Ziqi;SUN Zhongguo;XI Guang(Xi'an Jiaotong University,School of Energy and Power Engineering,Xi'an 710049,China)

机构地区:[1]西安交通大学能源与动力工程学院,西安710049

出  处:《工程热物理学报》2022年第12期3277-3284,共8页Journal of Engineering Thermophysics

基  金:国家自然科学基金(No.51922085)。

摘  要:本文建立了一种基于MPS算法的浓度扩散模型,该方法可以模拟溶质在浓度梯度作用下物质间的扩散传质过程。将FICK第二定律添加到MPS方法中,实现了物质间分子扩散的模拟,并通过与解析解的对比验证了模型的准确性,随后进一步研究了浓度在具有不同扩散系数的介质间的扩散过程。然后,在MPS方法中加入多相MPS模型,通过模拟泊肃叶流动验证了模型的准确性。最后论文研究了污染物的泄漏及其在水中的扩散过程,通过添加扩散模型和多相模型,模拟了具有不同密度的污染物在水中的流动和扩散过程。In this paper,a concentration diffusion model based on MPS algorithm is established,which can simulate the diffusion and mass transfer process of solute under the action of concentration gradient.The Fick’s second law is added to MPS method to realize the simulation of molecular diffusion between substances,and the accuracy of the model is verified by comparison with the analytical solution.Subsequently,the diffusion process of concentration in media with different diffusion coefficients is further studied.Then,a multiphase MPS model is added to the MPS method,and the accuracy of the model is verified by simulating the Poiseuille flow.Finally,the leakage and diffusion process of pollutants in water are studied.By adding diffusion model and multiphase model,the flow and diffusion process of pollutants with different densities in water are simulated.

关 键 词:移动粒子半隐式法 FICK第二定律 浓度梯度 扩散传质 

分 类 号:O351.2[理学—流体力学]

 

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