Details

Рассматривается связанная задача «механика-химия-диффузия». Объемная химическая реакция моделируется с применением метода фазового поля, основанного на введении параметра порядка 𝜑. В задаче диффузии рассмотрено разделение частиц диффундирующего компонента на мобильные и «захваченные». В работе представлена модель двухфазного деформируемого твердого тела, через которое проходит поток диффундирующего компонента, часть которого потребляется объемной химической реакцией. Приведены выражения для балансовых соотношений: баланса массы, импульса энергии. Выведено энтропийное неравенство и представлено выражение для скалярного химического сродства. Проведено параметрическое исследование разработанной модели.

A coupled “mechanics-chemistry-diffusion” problem is considered. The volumetric chemical reaction is modeled using the phase-field method which is based on the concept of an order parameter 𝜑. The diffusion problem is considered using the division of the diffusing particles into two groups: mobile and trapped particles. The paper presents the two-phase deformable body model with a flux of particles that diffuse through it as some portion of them is consumed by the chemical reaction. The balance equations for mass, momentum and energy are derived. Also, expressions for the entropy inequality and for the scalar chemical affinity are presented. A parametric study of the developed model is conducted.