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转动非平衡玻尔兹曼模型方程统一算法与全流域绕流计算应用
被引量：
12
1
作者
李志辉
蒋新宇
+1 位作者
吴俊林
彭傲平
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2014年第3期336-351,共16页
基于过去开展稀薄自由分子流到连续流气体运动论统一算法框架,采用转动惯量描述气体分子自旋运动,确立含转动非平衡效应各流域统一玻尔兹曼模型方程.基于转动能量对分布函数守恒积分,得到计及转动非平衡效应气体分子速度分布函数方程组...
基于过去开展稀薄自由分子流到连续流气体运动论统一算法框架,采用转动惯量描述气体分子自旋运动,确立含转动非平衡效应各流域统一玻尔兹曼模型方程.基于转动能量对分布函数守恒积分,得到计及转动非平衡效应气体分子速度分布函数方程组,使用离散速度坐标法对分布函数方程所依赖速度空间离散降维;应用拓展计算流体力学有限差分方法,构造直接求解分子速度分布函数的气体动理论数值格式;基于物面质量流量通量守恒与能量平衡关系,发展计及转动非平衡气体动理论边界条件数学模型及数值处理方法,提出模拟各流域转动非平衡效应玻尔兹曼模型方程统一算法.通过高、低不同马赫数1.5～25氮气激波结构与自由分子流到连续流全飞行流域不同克努森数(9×10-4～10)Ramp制动器、圆球、尖双锥飞行器、飞船返回舱外形体再入跨流域绕流模拟研究,将计算结果与有关实验数据、稀薄流DSMC模拟值等结果对比分析,验证统一算法模拟自由分子流到连续流再入过程高超声速绕流问题的可靠性与精度.
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关键词
玻尔兹曼模型方程
气体动理论
转动非平衡
离散速度坐标法
全流域绕流
统一算法
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职称材料
Boltzmann-Rykov模型方程气体动理论统一算法与喷管流动
被引量：
1
2
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。
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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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职称材料
气体动理学统一算法中相容性条件不满足引起的数值误差及其影响研究
被引量：
5
3
作者
江定武
毛枚良
+1 位作者
李锦
邓小刚
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2015年第1期163-168,共6页
求解玻尔兹曼(Boltzmann)模型方程的气体动理学统一算法(unified gas kinetic scheme,UGKS)是为模拟存在显著稀薄气体效应流动而建立的.在该方法中,如果速度空间离散采用传统的离散速度坐标法(discrete ordinate method,DOM),将会导致...
求解玻尔兹曼(Boltzmann)模型方程的气体动理学统一算法(unified gas kinetic scheme,UGKS)是为模拟存在显著稀薄气体效应流动而建立的.在该方法中,如果速度空间离散采用传统的离散速度坐标法(discrete ordinate method,DOM),将会导致相容性条件得不到严格满足,从而引入数值误差.本文从理论分析及数值试验两方面说明了该数值误差,正比于来流马赫数,反比于来流努森数.引入了守恒型的离散速度坐标法(conservative discrete ordinate method,CDOM),在离散层面上确保了相容性条件得到严格满足.圆柱绕流计算结果表明,来流马赫数较高、努森数较小时,相容性条件满足与否对计算结果影响较大,采用CDOM可以在较稀的速度空间网格上得到网格无关解,缩减计算量最大可达2/3.
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关键词
玻尔兹曼模型方程
统一算法
相容性条件
守恒型离散速度坐标法
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职称材料
题名
转动非平衡玻尔兹曼模型方程统一算法与全流域绕流计算应用
被引量：
12
1
作者
李志辉
蒋新宇
吴俊林
彭傲平
机构
中国空气动力研究与发展中心、空气动力学国家重点实验室
中国空气动力研究与发展中心超高速所
国家计算流体力学实验室
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2014年第3期336-351,共16页
基金
973计划(2014CB744100)
国家自然科学基金(91016027,11325212)
空气动力学国家重点实验室研究基金资助项目~~
文摘
基于过去开展稀薄自由分子流到连续流气体运动论统一算法框架,采用转动惯量描述气体分子自旋运动,确立含转动非平衡效应各流域统一玻尔兹曼模型方程.基于转动能量对分布函数守恒积分,得到计及转动非平衡效应气体分子速度分布函数方程组,使用离散速度坐标法对分布函数方程所依赖速度空间离散降维;应用拓展计算流体力学有限差分方法,构造直接求解分子速度分布函数的气体动理论数值格式;基于物面质量流量通量守恒与能量平衡关系,发展计及转动非平衡气体动理论边界条件数学模型及数值处理方法,提出模拟各流域转动非平衡效应玻尔兹曼模型方程统一算法.通过高、低不同马赫数1.5～25氮气激波结构与自由分子流到连续流全飞行流域不同克努森数(9×10-4～10)Ramp制动器、圆球、尖双锥飞行器、飞船返回舱外形体再入跨流域绕流模拟研究,将计算结果与有关实验数据、稀薄流DSMC模拟值等结果对比分析,验证统一算法模拟自由分子流到连续流再入过程高超声速绕流问题的可靠性与精度.
关键词
玻尔兹曼模型方程
气体动理论
转动非平衡
离散速度坐标法
全流域绕流
统一算法
Keywords
Boltzmann model equation, kinetic theory of gases, rotational non-equilibrium, discrete velocity ordinatemethod, covering the whole range flow regimes, gas-kinetic unified algorithm
分类号
V211.25 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
Boltzmann-Rykov模型方程气体动理论统一算法与喷管流动
被引量：
1
2
作者
李凡
李志辉
陈爱国
机构
北京流体动力科学研究中心
北京航空航天大学国家计算流体力学实验室
中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力所
出处
《北京航空航天大学学报》
北大核心
2025年第2期553-562,共10页
基金
国家自然科学基金(11325212)。
文摘
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。
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
Keywords
gas kinetic
Boltzmann model equation
gas-kinetic unified algorithm
rotational non-equilibrium
nozzle flow
分类号
V211.25 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
O356 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
气体动理学统一算法中相容性条件不满足引起的数值误差及其影响研究
被引量：
5
3
作者
江定武
毛枚良
李锦
邓小刚
机构
中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
国防科技大学
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2015年第1期163-168,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(11402287)~~
文摘
求解玻尔兹曼(Boltzmann)模型方程的气体动理学统一算法(unified gas kinetic scheme,UGKS)是为模拟存在显著稀薄气体效应流动而建立的.在该方法中,如果速度空间离散采用传统的离散速度坐标法(discrete ordinate method,DOM),将会导致相容性条件得不到严格满足,从而引入数值误差.本文从理论分析及数值试验两方面说明了该数值误差,正比于来流马赫数,反比于来流努森数.引入了守恒型的离散速度坐标法(conservative discrete ordinate method,CDOM),在离散层面上确保了相容性条件得到严格满足.圆柱绕流计算结果表明,来流马赫数较高、努森数较小时,相容性条件满足与否对计算结果影响较大,采用CDOM可以在较稀的速度空间网格上得到网格无关解,缩减计算量最大可达2/3.
关键词
玻尔兹曼模型方程
统一算法
相容性条件
守恒型离散速度坐标法
Keywords
Boltzmann model equation,unified scheme,conservation constraint,conservative discrete ordinate method
分类号
O354 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
转动非平衡玻尔兹曼模型方程统一算法与全流域绕流计算应用
李志辉
蒋新宇
吴俊林
彭傲平
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2014
12
在线阅读
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职称材料
2
Boltzmann-Rykov模型方程气体动理论统一算法与喷管流动
李凡
李志辉
陈爱国
《北京航空航天大学学报》
北大核心
2025
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
气体动理学统一算法中相容性条件不满足引起的数值误差及其影响研究
江定武
毛枚良
李锦
邓小刚
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2015
5
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职称材料
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