Boltzmann-Rykov模型方程气体动理论统一算法与喷管流动

1

作者 李凡 李志辉 陈爱国 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第2期553-562,共10页

为研究气体分子转动非平衡效应对喷管内流动的影响,在气体动理论统一算法(GKUA)计算框架下,发展了分子速度分布函数层次下考虑转动能影响的喷管流动边界条件数学模型,构造了直接求解分子速度分布函数的气体动理论数值格式,数值求解了考... 为研究气体分子转动非平衡效应对喷管内流动的影响,在气体动理论统一算法(GKUA)计算框架下,发展了分子速度分布函数层次下考虑转动能影响的喷管流动边界条件数学模型,构造了直接求解分子速度分布函数的气体动理论数值格式,数值求解了考虑转动能影响的Boltzmann-Rykov模型方程。通过对一维非定常激波管内流动、一维定常正激波结构及二维型面喷管内流动问题进行模拟研究,计算结果与理论解、文献值及实验数据相吻合,验证了统一算法对内流动问题的可行性与计算精度。分析了考虑转动能影响的喷管内流动流场,结果表明:可使用克努森数作为喷管流动特性和性能的表征。 展开更多

关键词 气体动理论 玻尔兹曼模型方程 气体动理论统一算法 转动非平衡 喷管流动

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真空羽流中相变过程DSMC仿真方法研究

2

作者 李中华 李志辉 吴俊林 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1356-1365,共10页

真空燃气羽流快速膨胀过程中,其中的H_(2)O和CO_(2)等组元容易发生凝结相变现象.为了研究真空羽流中水蒸气的相变产物冰晶对羽流红外信号、侵蚀等污染效应的影响,开展羽流中相变过程的数值模拟方法研究.基于稀薄两相羽流双向耦合DSMC方... 真空燃气羽流快速膨胀过程中,其中的H_(2)O和CO_(2)等组元容易发生凝结相变现象.为了研究真空羽流中水蒸气的相变产物冰晶对羽流红外信号、侵蚀等污染效应的影响,开展羽流中相变过程的数值模拟方法研究.基于稀薄两相羽流双向耦合DSMC方法,采用经典成核理论和液滴生长理论,建立了真空羽流的相变过程的数值仿真方法.对水蒸气在拉法尔喷管中自凝结试验的仿真.通过与试验结果的对比,对经典成核理论进行了修正,对成核率给出了10^(3)的修正因子,可以得到与试验符合的仿真结果,表明对成核理论修正后,可以应用到稀薄流动的数值模拟中.对某发动机真空羽流相变流场的仿真,在核心区得到与CFD相近的结果.仿真结果表明,在羽流流场中,由于相变,存在较多的冰晶颗粒,在计算条件下,羽流核心区冰晶数密度最大达到10^(15) m^(-3)的量级,冰晶直径在约10^(-8) m的量级.在真空环境下,随着羽流向倒流区无限制膨胀,倒流区流场内也会出现一定数量的冰晶颗粒,数密度从10^(7)~10^(10)m^(-3)的量级,直径在5.0×10^(-10)m的量级.颗粒在空间的数密度、尺寸等分布与气相分布存在差异,需要开展相关污染效应的影响研究. 展开更多

关键词 真空羽流 相变 成核 直接模拟蒙特卡罗 数值仿真

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轴对称Boltzmann模型方程统一算法与空天飞行环境喷管流动模拟

3

作者 李凡 李志辉 +2 位作者 李中华 罗万清 陈爱国 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期47-55,I0001,共10页

拦截机动飞行器周围大范围区域存在主喷/侧喷流/羽流影响,而传统的纳维-斯托克斯(Navier-Stokes,N-S)方程不能很好模拟发动机喷管扩张段出口附近流动情况,需要一种新的方法来处理这种全流域流动问题。为解决该问题,针对特定轴对称喷管... 拦截机动飞行器周围大范围区域存在主喷/侧喷流/羽流影响,而传统的纳维-斯托克斯(Navier-Stokes,N-S)方程不能很好模拟发动机喷管扩张段出口附近流动情况,需要一种新的方法来处理这种全流域流动问题。为解决该问题,针对特定轴对称喷管内流动,本文通过数学推导确立描述不同克努森数稀薄环境条件下的轴对称喷管内流动Boltzmann模型方程,初步建立适于该模型方程的数值格式与气体动理论统一算法。通过开展同轴圆筒间的定常/非定常旋转流动以及轴对称喷管内流动数值计算研究,发现统一算法计算流场与其他途径得到的结果吻合较好,验证了统一算法在全局克努森数喷管流动模拟的适应性和可靠性。通过与低密度风洞实验对比,喷管出口核心区羽流结构一致,羽流轴线压力分布一致,表明统一算法可以有效解决喷管入口压缩段到扩张段多流域混合,尤其是出口附近稀薄气体真空低压环境流动问题。 展开更多

关键词 轴对称喷管流动 气体动理论统一算法 BOLTZMANN模型方程 旋转库埃特流动 羽流环境

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疏水材料微尺度凹坑流滑移速度特性研究

4

作者 张昭朋 叶正寅 叶坤 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期108-116,I0002,共10页

凹坑构型是疏水材料中常见且重要的结构形式,认识和揭示此类凹坑结构的滑移速度特性对于疏水材料的设计具有指导意义。本文采用离散统一气体动理论,在Kn=0.01~0.5范围内,对低速二维凹坑流动进行数值模拟,模拟结果表明,在不同Kn值下,滑... 凹坑构型是疏水材料中常见且重要的结构形式,认识和揭示此类凹坑结构的滑移速度特性对于疏水材料的设计具有指导意义。本文采用离散统一气体动理论,在Kn=0.01~0.5范围内,对低速二维凹坑流动进行数值模拟,模拟结果表明,在不同Kn值下,滑移速度规律呈现显著差异:随着凹坑尺寸减小(Kn> 0.3),凹坑区的滑移速度小于平滑壁面的滑移速度;而随着凹坑尺寸增大(Kn <0.2),凹坑区的滑移速度大于平滑壁面的滑移速度;在凹坑两端,统计平均滑移速度会出现跳跃,随着Kn数增加,这种跳跃现象越来越强。上述演化特征表明,在设计疏水微结构时,Kn不能大于0.3。 展开更多

关键词 疏水材料 微尺度 滑移速度特性 旋涡特性 离散统一气体动理论

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自由分子区内的非球形颗粒曳力计算

5

作者 常心泉 张克学 +1 位作者 王军 夏国栋 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1251-1260,共10页

基于气体动理论方法,推导得到非球形颗粒所受曳力的通用表达式,并针对球形颗粒、圆柱体颗粒、椭球体颗粒和圆锥体颗粒等几种常见的非球形颗粒,得到其所受曳力的具体解析计算式.该模型适用于气体分子与颗粒表面仅发生一次碰撞的凸面体,... 基于气体动理论方法,推导得到非球形颗粒所受曳力的通用表达式,并针对球形颗粒、圆柱体颗粒、椭球体颗粒和圆锥体颗粒等几种常见的非球形颗粒,得到其所受曳力的具体解析计算式.该模型适用于气体分子与颗粒表面仅发生一次碰撞的凸面体,假设气体分子与颗粒间的相互作用符合Maxwell镜面反射-漫反射模型,计算气体分子与颗粒碰撞过程中的微元动量传递,进而在颗粒表面积分得到非球形颗粒所受曳力的通用表达式.计算结果表明,颗粒所受曳力与其自身的几何形状和在流场中的取向有关.但是,基于非球形颗粒得到的计算式较为复杂,不便于实际应用.考虑到在自由分子区内,当外势场较弱时,颗粒的高速布朗旋转运动会使其取向分布近似为均匀的随机分布,文章推导得到了不同形状颗粒在均向分布下所受均向曳力的计算式,结果表明非球形颗粒所受均向曳力正比于颗粒表面积,且比例系数与颗粒形状无关.此算法避免了求解具体非球形颗粒受力计算的繁琐计算过程,更便于实际应用. 展开更多

关键词 非球形颗粒 曳力 自由分子区 气体动理论

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2种角度横向紊动射流的实验分析 被引量：21

6

作者 郭婷婷 徐忠 李少华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期1207-1210,共4页

对射入均匀横流中的单股紊动射流流场进行了实验研究.利用IFA300型热膜风速仪系统测量了对称面内的流动,射流入射方向与横向主气流之间的角度为90°和60°,得到了射流与主气流速度比R为2和4的速度场和湍动能分布,并给出了不同... 对射入均匀横流中的单股紊动射流流场进行了实验研究.利用IFA300型热膜风速仪系统测量了对称面内的流动,射流入射方向与横向主气流之间的角度为90°和60°,得到了射流与主气流速度比R为2和4的速度场和湍动能分布,并给出了不同工况下的射流轴线轨迹.结果表明:射流入射角与速度比对流场影响很大;射流对横向主气流的影响主要集中在射流发生弯曲直至与主气流平行的区域内,当射流垂直入射时,射流背风侧存在流动分离现象,当射流倾斜入射时,分离现象基本消失;当R值增大时,射流轨迹起始段的长度增加,对主流场影响的范围增大,射流入射方向与主气流之间的角度值减小,射流轨迹的垂直高度降低,射流对主流场影响的区域减小. 展开更多

关键词 横流 紊动射流 热膜风速仪 流场

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NPLS流场测量技术在高超声速风洞中纳米粒子跟随性数值仿真 被引量：4

7

作者 李中华 李志辉 +1 位作者 蒋新宇 吴俊林 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期73-79,共7页

从描述粒子运动的微观层次出发,采用双向耦合技术,建立了一种适用于稀薄条件下两相流动的DSMC数值模拟方法。对相间相互作用进行解耦处理,实现了气固两相间动量和能量相互作用的模拟。采用基于DSMC方法的稀薄两相流双向耦合算法,对NPLS... 从描述粒子运动的微观层次出发,采用双向耦合技术,建立了一种适用于稀薄条件下两相流动的DSMC数值模拟方法。对相间相互作用进行解耦处理,实现了气固两相间动量和能量相互作用的模拟。采用基于DSMC方法的稀薄两相流双向耦合算法,对NPLS测量技术高超声速流场测量中纳米粒子的跟随性进行了数值研究。通过Φ50nmTiO2粒子在不同高超声速流场条件下气相-纳米粒子两相流场的仿真,表明在稀薄度很小的流场中,纳米粒子的跟随性很好。而随着流场稀薄度增加,流场中纳米粒子的跟随性降低,纳米粒子在流场中的分布与气相流场分布差异变大,通过NPLS测量得到的激光散射信号不能反映流场结构。 展开更多

关键词 DSMC方法 两相流 双向耦合 NPLS 高超声速 流场测量

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低密度风洞瑞利散射测速实验中纳米粒子跟随性数值分析 被引量：3

8

作者 李中华 李志辉 +1 位作者 陈爱国 吴俊林 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期1243-1251,共9页

在低密度风洞试验流场中,加入少量纳米粒子,可以增强瑞利散射测速试验的散射光强度.纳米粒子能否适应流场气流速度变化是测量结果准确性的关键.为了研究瑞利散射测速实验中测量到的纳米粒子的速度能否反映流场当地气流速度,采用基于直... 在低密度风洞试验流场中,加入少量纳米粒子,可以增强瑞利散射测速试验的散射光强度.纳米粒子能否适应流场气流速度变化是测量结果准确性的关键.为了研究瑞利散射测速实验中测量到的纳米粒子的速度能否反映流场当地气流速度,采用基于直接模拟蒙特卡罗方法的稀薄两相流双向耦合算法,对低密度风洞流场中纳米粒子在大梯度流场中的跟随性进行了数值研究.仿真了10 nm,50 nm和100 nm TiO_2三种尺寸的纳米粒子分别在M6和M12低密度风洞返回舱高超声速绕流流场中的运动特性.仿真结果显示,不同尺寸的纳米粒子在不同的流场稀薄度条件下的跟随性不同,纳米粒子尺寸越小,跟随性越好.在稀薄度较低的M6流场中,10 nm粒子跟随性很好,与瑞利散射测量结果比较接近,粒径50 nm以上的粒子跟随性较差,而在稀薄度较高的M12流场中,10 nm粒子的跟随性也变差,表明通过瑞利散射测量到的纳米粒子速度和流场中气体速度有一定差距,不能准确反映流场当地速度. 展开更多

关键词 瑞利散射 低密度风洞 纳米粒子 跟随性 直接模拟蒙特卡罗方法

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基于压力边界的微流道气体流动数值模拟方法 被引量：2

9

作者 叶建军 刘鹏飞 +3 位作者 杨健 郑津洋 贺世正 李维仲 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期820-825,共6页

基于单元格压力线形假设,提出了一种处理微流道压力边界的新方法.将此方法应用于直接蒙特卡罗(DSMC)方法,分别对在4种压力边界条件下的微流道气体流场进行了数值模拟,获得了微尺度流场的速度分布及压力分布,并比较了在各种压力边界条件... 基于单元格压力线形假设,提出了一种处理微流道压力边界的新方法.将此方法应用于直接蒙特卡罗(DSMC)方法,分别对在4种压力边界条件下的微流道气体流场进行了数值模拟,获得了微尺度流场的速度分布及压力分布,并比较了在各种压力边界条件下微流场的稀薄特性和沿程压力的线性度分布.研究表明,采用此方法获得的速度和压力模拟解与解析解比较一致;在整体更为稀薄的微流场中,由此方法给出的沿程压力分布线性度更好,Knudsen数变化更大.进出口速度收敛性分析表明,此方法不仅具有稳定的收敛性,而且与现有方法相比收敛更快. 展开更多

关键词 微流道 稀薄特性 直接蒙特卡罗(DSMC) 压力边界

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叶轮盖侧切削的级性能分析 被引量：3

10

作者 刘瑞韬 徐忠 刘长胜 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期979-983,共5页

应用时间推进法求解连续性方程、时均N-S方程、能量方程、理想气体状态方程及Yang＆Shihk-ε紊流模型,对含分流叶片的半开式叶轮及叶片扩压器组成的离心压缩机模型级级内三维粘性流场进行了数值分析,得出了与实测结果一致的性能曲线.在... 应用时间推进法求解连续性方程、时均N-S方程、能量方程、理想气体状态方程及Yang＆Shihk-ε紊流模型,对含分流叶片的半开式叶轮及叶片扩压器组成的离心压缩机模型级级内三维粘性流场进行了数值分析,得出了与实测结果一致的性能曲线.在此基础上对叶轮等直径盖侧切削后的模型级进行了数值分析.计算及实验结果表明,切削后叶轮内部激波损失及扩压器吸力面侧低能区范围均减小;切削后叶轮盖侧的逆流区在扩压器前级的收缩作用下在扩压器内部基本没有扩大,有效降低了混合损失;叶轮盖侧切削后模型级的级性能优于原模型级,表明对模型级进行等直径叶轮盖侧切削可成为压缩机模型级设计的有效方法.为了加快收敛,计算时采用了隐式残差平均法及完全多重网格技术. 展开更多

关键词 盖侧切削 半开式叶轮 时间推进法 多重网格

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微流体对中心开孔圆盘的阻尼特性 被引量：3

11

作者 王卫东 贾建援 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期218-222,共5页

由缝隙流和挤压流动控制方程得到了滑流边界条件下的粘性修正的流动解.分析了圆盘的运动阻尼与缝隙大小、中心孔径以及圆盘厚度的关系,给出了设计滑膜和压膜合成阻尼的解析表达式.微流体对圆盘的阻尼与圆盘面的表面特性相关.通过修正动... 由缝隙流和挤压流动控制方程得到了滑流边界条件下的粘性修正的流动解.分析了圆盘的运动阻尼与缝隙大小、中心孔径以及圆盘厚度的关系,给出了设计滑膜和压膜合成阻尼的解析表达式.微流体对圆盘的阻尼与圆盘面的表面特性相关.通过修正动量协调系数可得到合适的等效粘度,以计算微流体对运动物体的阻尼力.算例表明,用本文中提出的解析方法得到的结果与有限元方法的数值解吻合. 展开更多

关键词 微流体 开孔圆盘 压膜阻尼 滑膜阻尼 动量协调系数 解析解

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返回器稀薄区气动特性工程计算方法的应用研究 被引量：3

12

作者 赵波 黄飞 程晓丽 《航天返回与遥感》 2014年第1期6-12,共7页

中国航天返回器再入过程采用非弹道式再入轨道,其高空稀薄区滞留时间显著增长,稀薄效应对再入飞行的影响显著增强,因此快速而准确地预测返回器稀薄区气动特性变得非常重要。文章分析归纳了多种稀薄区气动特性工程计算方法即桥函数方法... 中国航天返回器再入过程采用非弹道式再入轨道,其高空稀薄区滞留时间显著增长,稀薄效应对再入飞行的影响显著增强,因此快速而准确地预测返回器稀薄区气动特性变得非常重要。文章分析归纳了多种稀薄区气动特性工程计算方法即桥函数方法的发展和应用,并以Stardust返回舱为对象,对比分析了三种不同桥函数的预测精度,给出了在航天返回器气动预测中更为合适的工程方法。结果显示:不同桥函数预测结果差别很大;在不同攻角下,与数值模拟的对比分析表明,局部桥函数方法气动特性预测结果基本优于其它桥函数,尤其是在力矩系数预测上。因此稀薄区气动特性的预测采用局部桥函数较为合适。 展开更多

关键词 稀薄区 气动特性 工程方法 航天返回

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航空发动机和燃气轮机热端部件热腐蚀-疲劳研究进展 被引量：11

13

作者 宋迎东 凌晨 +3 位作者 张磊成 李明亮 郭家玮 江荣 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期771-788,共18页

航空发动机和燃气轮机在海洋环境下服役时,热端部件承受高温、高压、高转速机械载荷和高盐雾、高湿度等腐蚀环境耦合作用,常发生热腐蚀‑疲劳失效,影响结构完整性、安全性和可靠性。本文针对航空发动机和燃气轮机热端部件热腐蚀‑疲劳失... 航空发动机和燃气轮机在海洋环境下服役时,热端部件承受高温、高压、高转速机械载荷和高盐雾、高湿度等腐蚀环境耦合作用,常发生热腐蚀‑疲劳失效,影响结构完整性、安全性和可靠性。本文针对航空发动机和燃气轮机热端部件热腐蚀‑疲劳失效问题,总结和分析了涡轮盘、涡轮叶片高温合金及涂层热腐蚀机理,涡轮盘、涡轮叶片高温合金热腐蚀‑疲劳失效机理以及热腐蚀‑疲劳寿命预测模型和寿命评估方法,并对航空发动机和燃气轮机热端部件热腐蚀‑疲劳试验研究和寿命评估方法的发展趋势进行了展望,以期促进燃气‑海洋环境耦合作用下热端部件结构完整性评定方法的发展。 展开更多

关键词 高温合金 热端部件 热腐蚀 疲劳 裂纹扩展 寿命预测

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DSMC算法气体壁面相互作用模型 被引量：3

14

作者 屈程 王江峰 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期348-354,共7页

研究了二维非结构网格高超声速稀薄流DSMC方法中气体与壁面相互作用的数值模型。发展了一种基于辐射平衡的壁面温度边界条件,与恒温壁面边界条件相比,该温度边界条件可以克服恒温壁面边界条件的自身缺陷并且能够在流场模拟中适时给出更... 研究了二维非结构网格高超声速稀薄流DSMC方法中气体与壁面相互作用的数值模型。发展了一种基于辐射平衡的壁面温度边界条件,与恒温壁面边界条件相比,该温度边界条件可以克服恒温壁面边界条件的自身缺陷并且能够在流场模拟中适时给出更贴近真实情况的壁面温度;采用了由完全漫反射和纯镜面反射模型组合而成的Maxwell壁面反射模型,该壁面反射模型能够更好地描述气体模拟分子在壁面散射的真实情况。采用本文方法对钝头体外形进行了数值模拟,结果表明本文采用的气体壁面相互作用模型能够提高钝头体背风面后部流场对温度变化的敏感度,并且随着飞行高度提升,敏感度有减弱的趋势。 展开更多

关键词 辐射平衡壁面边界 Maxwell壁面模型 DSMC

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Boltzmann-Rykov模型的有限体积方法计算 被引量：1

15

作者 吴俊林 李志辉 +1 位作者 彭傲平 蒋新宇 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2014年第2期121-129,共9页

构建一种三阶精度的有限体积格式,数值求解考虑转动非平衡影响的Boltzmann-Rykov模型方程.针对模型方程的速度空间离散得到各个离散速度坐标点上彼此独立的控制方程组,运用高阶精度的半离散化有限体积格式在位置空间对离散控制方程进行... 构建一种三阶精度的有限体积格式,数值求解考虑转动非平衡影响的Boltzmann-Rykov模型方程.针对模型方程的速度空间离散得到各个离散速度坐标点上彼此独立的控制方程组,运用高阶精度的半离散化有限体积格式在位置空间对离散控制方程进行数值求解,时间项采用三阶Runge-Kutta方法推进,方程右端二体碰撞项采用中心近似技术.该有限体积格式在气体分子对流运动项上具有三阶精度,同时保证了分布函数的正定性和流通量守恒.计算结果与有限差分方法数值模拟结果和连续流区非定常激波管问题的Riemann精确解均吻合较好,说明基于有限体积法的Boltzmann-Rykov模型方程数值求解过程是正确的. 展开更多

关键词 Rykov模型方程 统一算法 有限体积方法

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离散速度方法及其在跨流域问题中的应用研究进展 被引量：1

16

作者 杨鲤铭 李志辉 舒昌 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期537-551,共15页

往返大气层跨流域飞行器的气动力和气动热计算一直是当前流体力学研究的难点和热点之一。由于该类飞行器面临的流动场景不再是单一的连续流或稀薄流,采用Navier-Stokes方程求解器或DSMC方法均不能获得全流域的准确结果。近年来,以不依... 往返大气层跨流域飞行器的气动力和气动热计算一直是当前流体力学研究的难点和热点之一。由于该类飞行器面临的流动场景不再是单一的连续流或稀薄流,采用Navier-Stokes方程求解器或DSMC方法均不能获得全流域的准确结果。近年来,以不依赖于连续性假设的Boltzmann模型方程为基础,通过在位置空间和速度空间同时离散求解该方程,实现了跨流域问题的统一求解。本文对该类算法的研究进展进行回顾和分析,着重介绍气体动理论统一算法(Gas kinetic unified algorithm,GKUA)、统一气体动理学格式(Unified gas kinetic scheme,UGKS)和改进离散速度方法(Improved discrete velocity method,IDVM)3种数值途径,分析它们的基本假设和实现方式,关注它们目前取得的进展和应用情况。同时,本文还将IDVM进一步扩展到非定常情形,以便用于非定常跨流域问题求解。最后,本文对该类算法存在的一些问题进行讨论,期望在后续的研究中能予以解决。 展开更多

关键词 计算流体力学 BOLTZMANN方程 离散速度方法 跨流域问题 非定常流动

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稀薄气体动力学矩方法研究综述 被引量：8

17

作者 陈伟芳 赵文文 +1 位作者 江中正 刘华林 《气体物理》 2016年第5期9-24,共16页

临近空间位于航天器入轨与返回的必经区域,也是临近空间高超声速飞行器长航时飞行空域,空间环境的特殊性决定了飞行器在穿越时必须考虑稀薄大气环境对飞行器气动力防隔热通讯及控制的影响.Boltzmann方程作为描述气体分子速度分布函数演... 临近空间位于航天器入轨与返回的必经区域,也是临近空间高超声速飞行器长航时飞行空域,空间环境的特殊性决定了飞行器在穿越时必须考虑稀薄大气环境对飞行器气动力防隔热通讯及控制的影响.Boltzmann方程作为描述气体分子速度分布函数演化规律的微分-积分形式,在一定条件下能够描述从自由分子流到连续流全流域流动现象.作为Boltzmann方程的宏观表达形式,矩方程这一经典流体力学方程形式涵盖了Euler方程N-S方程Burnett方程super-Burnett方程及近年来发展的广义流体力学方程——非线性本构关系模型等.由于成熟的CFD数值计算理论及有限矩方程较高的计算效率,滑移过渡流矩方法相比粒子仿真与Boltzmann模型方程方法具有十分显著的优势和巨大的工程应用潜力.因此,对近年来传统及新型矩方法研究所取得的进展进行归纳总结,并针对关键科学问题开展理论与数值计算方法研究,具有十分重要的理论与工程应用价值. 展开更多

关键词 BOLTZMANN方程 矩方法 稀薄气体动力学

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NCCR方程在近平衡气体流动区域的验证 被引量：2

18

作者 肖洪 师羊羊 +1 位作者 商雨禾 刘振侠 《载人航天》 CSCD 2015年第3期303-308,314,共7页

不同于Grad矩方法(R13方程)和Chapman-Enskog展开(Burnett方程),Eu方法考虑H定理和熵增,由Boltzmann方程导出了气体动力学守恒方程的高阶量本构方程,暨NCCR方程,其在二维高Kn数稀薄气体领域得到了验证。首先呈现了NCCR与Grad矩方法和Bur... 不同于Grad矩方法(R13方程)和Chapman-Enskog展开(Burnett方程),Eu方法考虑H定理和熵增,由Boltzmann方程导出了气体动力学守恒方程的高阶量本构方程,暨NCCR方程,其在二维高Kn数稀薄气体领域得到了验证。首先呈现了NCCR与Grad矩方法和Burnett方程的区别,而后展示了由Boltzmann方程到守恒方程和NCCR本构方程暨建立联系稀薄统一算法的过程。解决NCCR方程强非线性难题,扩展了间断伽辽金求解NCCR和守恒方程的数值方法,耦合了Langmuir边界条件,并在近平衡区域对典型圆柱绕流、三维高超构型流场进行了数值计算和验证。验证结果表明,在近平衡区域NCCR准确捕捉到了流场信息,包括滞止线参数分布等;同时,NCCR模型在高超构型的后体区域,相比于NS方程更吻合于实验结果。研究为NCCR方程在三维领域的完善和在高Kn数稀薄流动区域的进一步验证提供了基础。 展开更多

关键词 NCCR 非牛顿粘性应力理论 非傅里叶热传导理论 高超声速稀薄流动

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微尺度流动模型研究 被引量：5

19

作者 黄大革 张根烜 《电子机械工程》 2007年第3期59-61,64,共4页

对微尺度气体流动及其适用模型进行综述,并以微通道内气体流动为例,采用基于宏观连续介质假定的无滑移、一阶滑移和修正二阶滑移模型,以及基于分子运动的DSMC方法分别进行数值研究,分析不同努森数下各流动模型的适用性。

关键词 微尺度流动 滑移模型 努森数 数值研究

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几何因素对多压电膜式零质量射流激励器性能的影响

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作者 徐惊雷 李超 +1 位作者 沙江 张堃元 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期1-5,共5页

利用热线风速仪,在最佳激振频率f=560 Hz时,研究了不同孔径、不同孔深、不同小孔出口几何形状等对多压电膜式零质量射流激励器性能的影响。实验结果表明:所用激励器的最佳孔径为2.5 mm,最佳孔深为2 mm,最佳深径比为0.8。激励器射流出口... 利用热线风速仪,在最佳激振频率f=560 Hz时,研究了不同孔径、不同孔深、不同小孔出口几何形状等对多压电膜式零质量射流激励器性能的影响。实验结果表明:所用激励器的最佳孔径为2.5 mm,最佳孔深为2 mm,最佳深径比为0.8。激励器射流出口为锥孔要比为直孔好得多。锥孔在流场中心线上距离激励器出口5<y/d<18范围内,射流速度几乎不变。最后利用CFD数值模拟直观地显示了射流出口的涡结构,说明了几何尺寸产生影响的根源。 展开更多

关键词 激励器 零质量射流 热线风速仪 涡结构

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