A splitting method for the isentropic Baer-Nunziato two-phase flow model

¹ CNRS, UMR 7641, CMAP École Polytechnique, Palaiseau F-91128, France
² EDF R&D, Département MFEE, Chatou F-78401, France
³ Université Pierre et Marie Curie Paris 6, UMR 7598, LJLL, Paris F-75005, France
e-mail: saleh@ann.jussieu.fr

Abstract

In the present work, we propose a fractional step method for computing approximate solutions of the isentropic Baer-Nunziato two-phase flow model. The scheme relies on an operator splitting method corresponding to a separate treatment of fast propagation phenomena due to the acoustic waves on the one hand and slow propagation phenomena due to the fluid motion on the other. The scheme is proved to preserve positive values of the statistical fractions and densities. We also provide two test-cases that assess the convergence of the method.

Résumé

Nous proposons ici une méthode à pas fractionnaires pour le calcul de solutions approchées pour la version isentropique du modèle diphasique de Baer-Nunziato. Le schéma s’appuie sur un splitting de l’opérateur temporel correspondant à la prise en compte différenciée des phéno-mènes de propagation rapide dus aux ondes acoustiques et des phénomènes de propagation lente dus aux ondes matérielles. On prouve que le schéma permet de préserver des valeurs positives pour les taux statistiques de présence des phases ainsi que pour les densités. Deux cas tests numériques permettent d’illustrer la convergence de la méthode.