Термогидравлический модуль РАТЕГ: модели, методы решения, страница 17

и новый временной шаг определяется соотношением , где

В случае δ ≥ δ_max производится пересчет временного шага. Параметры δ₁=0.001, δ₂=0.005, δ_max=0.01 подобраны опытным путем и могут меняться пользователем.

Для контроля сохранения массы неконденсирующихся газов используется процедура аналогичная процедуры описанной выше. Масса, удовлетворяющая уравнению сохранения массы:

Погрешность в определении массы газа:

Ограничение временного шага организовано также как для фаз теплоносителя.

4.7.2 Ограничение шага по изменению температуры стенки

В разностные уравнения течения теплоносителя значение теплового потока со стенки входит с нижнего временного слоя, поэтому в программу введено ограничение временного шага по величине изменения температуры стенки. Определяется − максимальное изменение температуры стенки на границе с теплоносителем за шаг. Новый шаг определяется соотношением , где

В случае ∆T ≥ ∆T_max производится пересчет временного шага (при пересчете шага по этому условию принимается ∆T = ∆T_max). Параметры ∆T₁=1, ∆T₂=2, ∆T_max=20 подобраны опытным путем, и могут быть изменены пользователем.

4.7.3 Ограничение шага по числу итераций

В расчетах с учетом переноса неконденсирующихся газов параметры теплоносителя вычисляются итерациями, поэтому в программу введено ограничение временного шага по числу итераций. Новый шаг определяется соотношением , где

Здесь I максимальное (по ячейкам сетки) число итераций. В случае I = I_max производится пересчет временного шага. По умолчанию параметры I₁=30, I₂=40, I_max=70. Эти значения подобраны опытным путем, и могут быть изменены пользователем.

4.7.4 Ограничение шага по скорости изменения табличных величин

Временной шаг ограничивается скоростью изменения табличных величин:

в случае если .

Здесь - максимально допустимое изменение амплитуды таблицы i за шаг:

TableVarPercent – допустимая доля изменения табличных значений за шаг,

F_i_,_k -значения в узлах таблицы I,

- амплитуда изменения таблицы i за шаг,

F_i(t) -значение таблицы i на предыдущем шаге (на время t),

k₁, k₂ – номера узлов таблицы: .

4.7.5 Перечет шага при выходе параметров теплоносителя за допустимые значения

Для того, чтобы избежать выхода параметров теплоносителя за допустимые значения в РАТЕГ04 используются следующие пересчеты шага без изменения его величины:

1. Для того чтобы избежать отрицательных концентраций фаз, введен пересчет шага (без изменения его величины) с корректировкой массообмена при исчезновении или появлении фазы. Шаг пересчитывается по условиям и с корректировкой определенным ниже:

a. Если то ;

b. Если то .

2. В случае . При пересчете уравнение сохранения массы газовой фазы заменяется на . Уравнение сохранения массы воды заменяется уравнением сохранения массы теплоносителя. Уравнение сохранения массы неконденсирующегося газа заменяется на .

3. В случае . При пересчете уравнение сохранения массы газовой фазы заменяется на . Уравнение сохранения массы воды заменяется уравнением сохранения массы теплоносителя.

4. В случае и . При пересчете:

a. Уравнение сохранения массы н.газа: ;

b. .

Шаг пересчитывается с уменьшением величины шага вдвое в следующих случаях:

1. в ячейке, не содержащей неконденсирующийся газ , появляется газ, причем ;

2. и ;

3. ;

4. .

4.7.6 Ограничение шага по теплообмену стенка - газовая фаза

Для устранения колебаний параметров теплоносителя временной шаг ограничивается по тепловому потоку в газовую фазу:

4.7.7 Ограничение шага по межфазному массообмену

Временной шаг ограничивается интенсивностью межфазного теплообмена:

4.7.8 Пересчет шага по межфазному массообмену

Пересчет шага по массообмену без изменения величины шага производится, если и выполнено одно из следующих условий:

- ;

- .

При пересчете зануляются производные от Γ_iv.

4.7.9 Ограничения шага по величине изменения параметров теплоносителя на шаге

Для каждой величины, точность определения которой на шаге контролируется, вычисляется максимальное (по ячейкам сетки) изменение значения за предыдущий шаг δ. Новое значение шага выбирается по правилу

где коэффициент θ определяется по следующим соотношениям:

Схематично зависимость коэффициента от относительной погрешности показана на Рис. 3.4.

Рис. 3.4 Схема определения нового шага

Ниже (в Таб. 3.2) приводятся параметры формулы для новых условий.

Таб. 3.2 Параметры формулы

№	Условия проверки	δ	δ₀	δ₁	δ₂	δ₃	θ₀	θ₁	θ₂
1			0.05	0.15	0.2	10	2	1	1/2
2			0.05	0.10	0.15	0.20	2	1	1/2
3			0.05	0.10	0.15	0.20	2	1	1/2
4			0.01	0.05	0.07	0.1	2	1	1/2
5			0.05	0.10	0.15	0.20	2	1	1/2
6			1	5	10	50	2	1	1/2