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基于直接模拟蒙特卡洛方法的真空羽流不确定量化研究
被引量：
4
1
作者
陈浩
林震
+2 位作者
刘成诚
张斌
刘洪
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期73-84,共12页
真实流动环境下的真空羽流必然存在着各种不确定性,那么确定性输入条件的数值模拟必然会存在偏差,因此需进一步研究不确定性对羽流流动特征的影响规律。本文采用直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法,对不确定性输入的羽流流场进行模拟;采用稀疏...
真实流动环境下的真空羽流必然存在着各种不确定性,那么确定性输入条件的数值模拟必然会存在偏差,因此需进一步研究不确定性对羽流流动特征的影响规律。本文采用直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法,对不确定性输入的羽流流场进行模拟;采用稀疏的概率配置点方法对来流、壁面及模型参数等输入不确定量进行描述,对不确定性的传播和输出目标的平均值、方差及不确定度进行计算。研究表明,流场不确定性沿流线传播至流速最大处之后迅速增强,并在声速线前出现骤减的现象;传播至声速线之后,挡板壁面输入不确定性的影响凸显。其中最为显著的是,压力不确定度在挡板驻点位置达到全场最大值,约为输入不确定量(3.54%)的2.1倍。此外,温度跳跃不确定度受到壁面温度不确定性输入的限制而近似保持为一个恒定值,约为输入不确定度的0.8倍。进而,壁面热流不确定度(5.54%)比壁面正应力不确定度(6.25%)略小,切应力不确定度最小(5.07%)。Sobol’全局敏度分析表明,喉道速度和喉道压力的输入不确定性对气动力/热不确定度的贡献是最大的,且远远超过了壁面温度和模拟分子直径不确定性输入的贡献。
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关键词
不确定量化
直接模拟蒙特卡洛法
真空羽流
配置点方
法
气动特性
在线阅读
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职称材料
稳态等离子体推进器羽流场数值模拟
被引量：
6
2
作者
贺碧蛟
张建华
蔡国飙
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第9期1009-1013,共5页
采用二维轴对称模型,使用粒子网格法(PIC)和直接模拟蒙特卡洛法(DSMC)相结合的方法,对稳态等离子体推进器(SPT)羽流场进行了数值模拟.采用DSMC方法中的随机取样频率法(RSF)求解粒子碰撞过程,并对比了不同的分配电荷方式、电子运动模型及...
采用二维轴对称模型,使用粒子网格法(PIC)和直接模拟蒙特卡洛法(DSMC)相结合的方法,对稳态等离子体推进器(SPT)羽流场进行了数值模拟.采用DSMC方法中的随机取样频率法(RSF)求解粒子碰撞过程,并对比了不同的分配电荷方式、电子运动模型及SPT出口条件时的羽流场.将不同条件计算得到的羽流场中距SPT出口0.1m,0.5m及1.0m处的离子电流密度和电荷密度与实验结果进行了对比,得出在采用面积权重法分配电荷、等熵模型描述电子运动和用实验值设定发动机出口参数时对SPT羽流场数值模拟的电流密度和轴向附近的电荷密度结果与实验结果符合程度较好的结论.
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关键词
等离子体动力学
等离子体发动机
稳态等离子体推进器
羽流
粒子网格
法
直接模拟蒙特卡洛法
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职称材料
题名
基于直接模拟蒙特卡洛方法的真空羽流不确定量化研究
被引量：
4
1
作者
陈浩
林震
刘成诚
张斌
刘洪
机构
上海交通大学航空航天学院
北京控制工程研究所
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期73-84,共12页
基金
国家自然科学基金(NSFC-91741113
SFC-91841303)
文摘
真实流动环境下的真空羽流必然存在着各种不确定性,那么确定性输入条件的数值模拟必然会存在偏差,因此需进一步研究不确定性对羽流流动特征的影响规律。本文采用直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法,对不确定性输入的羽流流场进行模拟;采用稀疏的概率配置点方法对来流、壁面及模型参数等输入不确定量进行描述,对不确定性的传播和输出目标的平均值、方差及不确定度进行计算。研究表明,流场不确定性沿流线传播至流速最大处之后迅速增强,并在声速线前出现骤减的现象;传播至声速线之后,挡板壁面输入不确定性的影响凸显。其中最为显著的是,压力不确定度在挡板驻点位置达到全场最大值,约为输入不确定量(3.54%)的2.1倍。此外,温度跳跃不确定度受到壁面温度不确定性输入的限制而近似保持为一个恒定值,约为输入不确定度的0.8倍。进而,壁面热流不确定度(5.54%)比壁面正应力不确定度(6.25%)略小,切应力不确定度最小(5.07%)。Sobol’全局敏度分析表明,喉道速度和喉道压力的输入不确定性对气动力/热不确定度的贡献是最大的,且远远超过了壁面温度和模拟分子直径不确定性输入的贡献。
关键词
不确定量化
直接模拟蒙特卡洛法
真空羽流
配置点方
法
气动特性
Keywords
Uncertainty quantification
DSMC
Vacuum plume
Probabilistic collocation method
Aerodynamicproperties
分类号
V434 [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
稳态等离子体推进器羽流场数值模拟
被引量：
6
2
作者
贺碧蛟
张建华
蔡国飙
机构
北京航空航天大学宇航学院
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第9期1009-1013,共5页
文摘
采用二维轴对称模型,使用粒子网格法(PIC)和直接模拟蒙特卡洛法(DSMC)相结合的方法,对稳态等离子体推进器(SPT)羽流场进行了数值模拟.采用DSMC方法中的随机取样频率法(RSF)求解粒子碰撞过程,并对比了不同的分配电荷方式、电子运动模型及SPT出口条件时的羽流场.将不同条件计算得到的羽流场中距SPT出口0.1m,0.5m及1.0m处的离子电流密度和电荷密度与实验结果进行了对比,得出在采用面积权重法分配电荷、等熵模型描述电子运动和用实验值设定发动机出口参数时对SPT羽流场数值模拟的电流密度和轴向附近的电荷密度结果与实验结果符合程度较好的结论.
关键词
等离子体动力学
等离子体发动机
稳态等离子体推进器
羽流
粒子网格
法
直接模拟蒙特卡洛法
Keywords
plasma dynamics
plasma engines
stationary plasma thruster
plume
particle in cell
direct simulation Monte Carlo
分类号
V439.7 [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
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于直接模拟蒙特卡洛方法的真空羽流不确定量化研究
陈浩
林震
刘成诚
张斌
刘洪
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
稳态等离子体推进器羽流场数值模拟
贺碧蛟
张建华
蔡国飙
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005
6
在线阅读
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职称材料
已选择
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