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七方程可压缩多相流模型的HLLC格式及应用 被引量:6
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作者 梁姗 刘伟 袁礼 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期884-895,共12页
针对Saurel和Abgrall提出的两速度两压力的七方程可压缩多相流模型,改进了其数值解法并应用于模拟可压缩多介质流动问题.在Saurel等的算子分裂法基础上,根据Abgrall的多相流系统应满足速度和压力的均匀性不随时间改变的思想,推导了与HLL... 针对Saurel和Abgrall提出的两速度两压力的七方程可压缩多相流模型,改进了其数值解法并应用于模拟可压缩多介质流动问题.在Saurel等的算子分裂法基础上,根据Abgrall的多相流系统应满足速度和压力的均匀性不随时间改变的思想,推导了与HLLC格式一致的非守恒项离散格式以及体积分数发展方程的迎风格式.进一步,通过改变分裂步顺序,构造了稳健的结合算子分裂的三阶TVD龙格--库塔方法.最后通过几个一维和二维高密度比高压力比气液两相流算例,显示了该方法在计算精度和稳健性上的改进效果. 展开更多
关键词 可压缩多相流 七方程模型 算子分裂 HLLC格式 TVD龙格-库塔
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万米级深海陶瓷耐压结构水下内爆流场数值模拟 被引量:2
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作者 陈锋华 赵敏 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2022年第2期143-153,176,共12页
耐压结构是深海潜器的重要组成部分,但在深海的高压环境中却存在内爆的风险。为研究陶瓷耐压结构水下内爆的流场特性,使用针对可压缩多相流问题开发的开源代码,采用直接数值模拟,应用自适应直角网格,对两种压力条件下的耐压结构水下内... 耐压结构是深海潜器的重要组成部分,但在深海的高压环境中却存在内爆的风险。为研究陶瓷耐压结构水下内爆的流场特性,使用针对可压缩多相流问题开发的开源代码,采用直接数值模拟,应用自适应直角网格,对两种压力条件下的耐压结构水下内爆进行了数值模拟。通过低压模拟结果与理论解和试验值比较,验证了模拟方法的有效性,进而开展万米级深海陶瓷耐压结构水下内爆模拟。分析发现:陶瓷耐压结构发生内爆后,其内部气腔存在多次压缩—反弹现象,深海环境压力越大则反弹越不明显;气腔反弹阶段,在结构外部将产生数倍于深海环境压力的冲击波,且传播速度接近声速;冲击波压力峰值与到球心距离呈负指数幂函数关系;在相同深海环境压力下,耐压结构外部监测点的冲击波压力与球体半径呈正比例关系。 展开更多
关键词 水下内爆 万米级深海陶瓷耐压结构 冲击波 可压缩多相流 直接数值模拟
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基于γ界面捕捉模型的近场水下爆炸数值模拟(英文) 被引量:1
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作者 余俊 潘建强 +1 位作者 王海坤 毛海斌 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期641-653,共13页
随着对水下爆炸现象研究的逐步深入,近场水下爆炸的数值模拟研究越来越受到重视。近场水下爆炸数值模拟当中的主要难点在于多相流运动以及界面捕捉方法的研究。文章提出一种较为稳定的近场水下爆炸数值模拟方法,其包含了五阶WENO重构以... 随着对水下爆炸现象研究的逐步深入,近场水下爆炸的数值模拟研究越来越受到重视。近场水下爆炸数值模拟当中的主要难点在于多相流运动以及界面捕捉方法的研究。文章提出一种较为稳定的近场水下爆炸数值模拟方法,其包含了五阶WENO重构以及HLLC近似黎曼求解器的格式,对于多相流界面的捕捉方法基于γ模型。文中的求解格式通过了一维激波管问题以及二维轴对称问题的验证,计算结果与理论解和实验结果吻合较好。在此基础上将该方法推广到近场水下爆炸过程中冲击波传播以及近水面爆炸现象的模拟,模拟结果较为满意。该文的研究方法能够为后续的近场水下爆炸过程中的空泡以及水射流的研究提供指导。 展开更多
关键词 可压缩多相流 界面捕捉 近场水下爆炸 γ模型 WENO重构 HLLC求解器
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高马赫数下激波液滴相互作用的数值模拟研究 被引量:2
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作者 宋家喜 潘书诚 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2419-2434,共16页
本文采用守恒清晰界面多相流数值方法模拟了超声速和高超声速环境下三维液滴的推进、变形和破碎演化过程.数值模拟结果与实验数据的一致性表明了本文所用数值方法和计算程序的准确性,而网格无关性研究验证了采用的网格分辨率可以捕捉流... 本文采用守恒清晰界面多相流数值方法模拟了超声速和高超声速环境下三维液滴的推进、变形和破碎演化过程.数值模拟结果与实验数据的一致性表明了本文所用数值方法和计算程序的准确性,而网格无关性研究验证了采用的网格分辨率可以捕捉流场和界面的主要特征.模拟结果验证了高韦伯数下液滴变形破碎过程所遵循的剪切诱导剥离(SIE)破碎机制,其包含液滴的扁平化和剪切剥离两个主要特征.而最近发现的SIE破碎机制下的循环破碎机制也在本文得到了验证,即主液滴从球形液滴破碎为小液滴会经历多个循环重复的破碎阶段,高韦伯数下液滴的破碎并非一次性剪切剥离的结果,而是会发生逐层的剪切剥离和破碎.本文还研究了马赫数对激波冲击液滴加速变形过程的影响.结果表明,高韦伯数下不同马赫数的液滴破碎过程具有高度一致性,并遵循统一的SIE破碎机制.通过对液滴质心位移、速度、加速度和拽力系数的量化统计揭示其运动过程中的统一加速规律.在激波的驱动下,液滴并非以一个恒定的加速度做加速运动.在扁平化不明显的前期,液滴以一个恒定的加速度做加速运动.随着液滴扁平化的发生,迎风面积的增加导致拽力系数的增大,进而导致液滴加速度的不断增大. 展开更多
关键词 液滴破碎 激波和液滴相互作用 可压缩多相流 数值模拟 清晰界面方法
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Interaction due to various sources in saturated porous media with incompressible fluid
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作者 Rajneesh Kumar Ibrahim A.Abbas 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第5期1232-1242,共11页
The disturbance due to mechanical and thermal sources in saturated porous media with incompressible fluid for two-dimensional axi-symmetric problem is investigated.The Laplace and Hankel transforms techniques are used... The disturbance due to mechanical and thermal sources in saturated porous media with incompressible fluid for two-dimensional axi-symmetric problem is investigated.The Laplace and Hankel transforms techniques are used to investigate the problem.The concentrated source and source over circular region have been taken to show the utility of the approach.The transformed components of displacement,stress and pore pressure are obtained.Numerical inversion techniques are used to obtain the resulting quantities in the physical domain and the effect of porosity is shown on the resulting quantities.All the field quantities are found to be sensitive towards the porosity parameters.It is observed that porosity parameters have both increasing and decreasing effect on the numerical values of the physical quantities.Also the values of the physical quantities are affected by the different boundaries.A special case of interest is also deduced. 展开更多
关键词 axi-symmetry incompressible porous medium pore pressure Laplace transform Hankel transform concentrated source and source over circular region
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