Многомасштабное суперкомпьютерное моделирование процессов очистки газа методом адсорбции
Поляков С.В., Карамзин Ю.Н., Кудряшова Т.А., Подрыга В.О., Пузырьков Д.В., Тарасов Н.И.

Рассматривается проблема суперкомпьютерного моделирования процессов очистки воздушной среды от мелкодисперсных твердых загрязняющих примесей, кластеризованных в виде наночастиц. Моделируемый способ очистки предполагает применение нанофильтров и сорбентов. Оба способа очистки часто комбинируются в современных очистных системах. Способ очистки с помощью нанофильтров позволяет получить высокое качество, но является дорогостоящим вследствие необходимости частой замены фильтрующих элементов (мембран). Способ очистки с помощью сорбентов оказывается несколько хуже по качеству, однако позволяет проводить очистку многократно после промывки сорбента специальными жидкостями. Для оптимизации систем воздушной очистки, использующих нанофильтры и сорбенты, необходимо детальное исследование протекающих в системе очистки процессов. В предлагаемом исследовании рассматривается часть проблемы, связанная с прохождением воздушного потока, содержащего твердые наночастицы загрязнителя, через слой гранулированного сорбента. Для этого разработаны многомасштабная математическая модель, численный алгоритм и параллельная реализация модели на макроскопическом масштабе. Новизна подхода связана с использованием квазигазодинамической модели для описания течения в сорбирующем слое и нескольких вариантов граничных условий на гранулах сорбента. Предварительные расчеты показали возможность расчета течений подобного класса.

Ключевые слова: многомасштабное суперкомпьютерное моделирование, процессы очистки газа методом адсорбции, высокопроизводительные вычисления.

Название статьи, аннотация и ключевые слова на английском языке

  • Поляков С.В. – Институт прикладной математики им.М.В. Келдыша РАН (ИПМ РАН), Миусская пл., 4, 125047, Москва; зав. сектором, e-mail: polyakov@imamod.ru
  • Карамзин Ю.Н. – Институт прикладной математики им.М.В. Келдыша РАН (ИПМ РАН), Миусская пл., 4, 125047, Москва; вед. науч. сотр., e-mail: karamzin@imamod.ru
  • Кудряшова Т.А. – Институт прикладной математики им.М.В. Келдыша РАН (ИПМ РАН), Миусская пл., 4, 125047, Москва; ст. науч. сотр., e-mail: kudryashova@imamod.ru
  • Подрыга В.О. – Институт прикладной математики им.М.В. Келдыша РАН (ИПМ РАН), Миусская пл., 4, 125047, Москва; вед. науч. сотр., e-mail: pvictoria@list.ru
  • Пузырьков Д.В. – Институт прикладной математики им.М.В. Келдыша РАН (ИПМ РАН), Миусская пл., 4, 125047, Москва; мл. науч. сотр., e-mail: dpuzyrkov@gmail.com
  • Тарасов Н.И. – Институт прикладной математики им.М.В. Келдыша РАН (ИПМ РАН), Миусская пл., 4, 125047, Москва; мл. науч. сотр., e-mail: nikita_tarasow01@mail.ru