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基于CUDA实现直接模拟蒙特卡罗方法的并行研究
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作者 徐兴勤 梁立振 +5 位作者 徐伟 吴浩 邹尚轩 刘婷 刘洋 李浩 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第9期1374-1380,共7页
基于负离子源的中性束注入是未来核聚变点火的重要加热技术,负氢离子束流大小是其重要指标之一,金属铯注入可以有效提高离子源中负氢离子的产额,因此铯在离子源内部的分布对提升束功率具有重要作用。本文借助直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方... 基于负离子源的中性束注入是未来核聚变点火的重要加热技术,负氢离子束流大小是其重要指标之一,金属铯注入可以有效提高离子源中负氢离子的产额,因此铯在离子源内部的分布对提升束功率具有重要作用。本文借助直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法对注铯喷嘴进行模拟计算,研究铯注入量和喷发曲线对离子源内铯分布的影响。针对DSMC方法在中央处理器(CPU)串行计算中效率低的问题,本文基于CUDA架构实现分子运动、网格索引、碰撞计算与统计采样的全GPU并行化。本文通过对比串行和并行计算结果,验证并行程序的正确性,在不同算例均保持良好计算精度的前提下,并行加速比可达到11.6倍,具体并行效率取决于计算规模,最后成功利用这个并行程序实现注铯喷嘴处铯通量分布的数值模拟。 展开更多
关键词 直接模拟蒙特卡罗(dsmc) CUDA GPU 并行计算
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近空间飞行环境双原子混合气体黏性干扰平板流动直接模拟蒙特卡罗方法
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作者 胡佳志 李志辉 李凡 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第9期1737-1744,共8页
近空间飞行器绕流环境一方面表现为连续介质黏性干扰效应严重,另一方面因稀薄间断粒子效应而表现为物面速度滑移、温度跳跃等非平衡流动特点,导致连续流Navier-Stokes方程精细化求解困难。以20°楔角平板绕流为研究对象,借助适于蒙... 近空间飞行器绕流环境一方面表现为连续介质黏性干扰效应严重,另一方面因稀薄间断粒子效应而表现为物面速度滑移、温度跳跃等非平衡流动特点,导致连续流Navier-Stokes方程精细化求解困难。以20°楔角平板绕流为研究对象,借助适于蒙特卡罗方法的经典现象学能量交换模型为基础,通过将全部碰撞视为非弹性,控制转、平动能量参与交换比例缓解内能松弛过快,开发一种限制碰撞能量交换且解耦碰撞分子转动双松弛的直接模拟蒙特卡罗方法计算程序。对比验证程序与统一算法、开源DS2V程序、直接模拟蒙特卡罗-信息保存3种方法在超声速圆柱绕流的计算结果,结果显示,忽略统计波动影响程序能再现精细的流场激波结构且最大误差仅为5.6%;在此基础上模拟马赫数对20°楔角平板的气动力热影响并对比分析程序与二维直接模拟蒙特卡罗方法程序计算速度,发现粒子数密度、温度以及压力在楔角位置明显累计,在考虑飞行器热防护设计时,应重点关注楔角位置;相同计算条件下该程序单位时间步长计算速度相比直接模拟蒙特卡罗方法程序快28.7%。 展开更多
关键词 临近空间飞行环境黏性干扰效应 Borgnakke-Larsen能量松弛模型 直接模拟蒙特卡罗方法 直接模拟蒙特卡罗-信息保存方法 气体动理论统一算法 圆柱绕流 平板扰流 马赫数
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直接模拟蒙特卡罗方法的并行方案设计 被引量:5
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作者 王娴 王秋旺 +2 位作者 陶文铨 傅游 康继昌 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期105-107,共3页
针对直接模拟蒙特卡罗(DirectSimulationMonteCarlo,DSMC)方法的特点,提出了3种DSMC程序的并行方案.同时,对3种并行方案各自的优缺点进行了论述,并选择了各节点间程序相关性最小的并行方案,将其应用于稀薄气体二维微通道问题的求解.结... 针对直接模拟蒙特卡罗(DirectSimulationMonteCarlo,DSMC)方法的特点,提出了3种DSMC程序的并行方案.同时,对3种并行方案各自的优缺点进行了论述,并选择了各节点间程序相关性最小的并行方案,将其应用于稀薄气体二维微通道问题的求解.结果表明,串行程序与并行程序的计算结果完全吻合,并且得到了较高的并行效率,且并行效率随节点数的变化并非单调,而是有一个峰值. 展开更多
关键词 直接模拟蒙特卡罗方法 并行方案 并行效率 微通道 稀薄气体流动 数值模拟 并行设计 流动传热
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直接模拟蒙特卡罗羽流模拟的两相作用模型 被引量:6
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作者 何小英 贺碧蛟 蔡国飙 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期214-219,共6页
为了数值模拟包含气体分子和凝相颗粒的两相羽流场,使用自主开发的羽流计算软件(PWS)对两相作用模型进行研究。计算均匀气流对颗粒的加速过程,结果与理论解一致,证明气体分子对颗粒的单向作用模型合理。计算气体分子在颗粒表面的反射时... 为了数值模拟包含气体分子和凝相颗粒的两相羽流场,使用自主开发的羽流计算软件(PWS)对两相作用模型进行研究。计算均匀气流对颗粒的加速过程,结果与理论解一致,证明气体分子对颗粒的单向作用模型合理。计算气体分子在颗粒表面的反射时,将全局坐标系转换到颗粒坐标系确定其法线,再转换到法线坐标系进行镜面反射或漫反射。将这种间接法与使用反射向量的分布函数的直接法进行了对比。对同一个气体分子在颗粒表面的反射进行1×106次数值试验,两种方法所得镜面反射的速度向量均符合空间均匀分布,漫反射的速度向量分布相互一致。使用两种方法模拟150N液体火箭发动机的两相羽流场,所得气相羽流场几乎相同,间接法计算效率较高。液滴颗粒对气流场的影响主要集中在轴线附近,与无液滴的气流场相比,有液滴时会使气流温度升高、压强增大、马赫数减小。 展开更多
关键词 直接模拟蒙特卡罗 两相羽流场 气体-表面反射 漫反射 镜面反射
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直接模拟蒙特卡罗方法下的逆温度抽样算法 被引量:3
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作者 贺群武 王秋旺 +1 位作者 索晓娜 徐进良 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期22-25,共4页
从分子动力学出发,讨论了直接模拟蒙特卡罗方法中分子平均总能量、平均平动能以及边界热流密度的抽样方法.通过对与边界发生碰撞的分子进行统计平均,得到了分子反射能量与入射能量以及边界热流密度的关系式.在此基础上,通过结合壁面漫... 从分子动力学出发,讨论了直接模拟蒙特卡罗方法中分子平均总能量、平均平动能以及边界热流密度的抽样方法.通过对与边界发生碰撞的分子进行统计平均,得到了分子反射能量与入射能量以及边界热流密度的关系式.在此基础上,通过结合壁面漫反射模型下分子反射速度的抽样方法,发展了一种从边界热流求得与壁面碰撞分子的平均反射特征温度的逆温度抽样算法.数值结果表明:该算法能够由分子反射能量准确求得分子反射特征温度,进而求得分子反射速度,从而将边界热流信息带入流场.该方法为实现壁面处给定热流边界条件下的直接模拟蒙特卡罗方法提供了途径. 展开更多
关键词 逆温度抽样算法 给定热流边界 直接模拟蒙特卡罗
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等壁温加热微通道内气体流动换热特性的直接蒙特卡罗模拟 被引量:2
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作者 闫孝红 王秋旺 +1 位作者 索晓娜 谢公南 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期817-822,共6页
用直接模拟蒙特卡罗方法对压力边界条件下气体在微通道内的流动换热特性进行了研究,给出了壁面与来流存在温差时的沿程速度分布特点,以及在可压缩性与换热条件综合作用下的温度分布特点。研究结果表明:微通道内气体可压缩性作用显著,温... 用直接模拟蒙特卡罗方法对压力边界条件下气体在微通道内的流动换热特性进行了研究,给出了壁面与来流存在温差时的沿程速度分布特点,以及在可压缩性与换热条件综合作用下的温度分布特点。研究结果表明:微通道内气体可压缩性作用显著,温度分布由可压缩性和换热强度的相对强弱综合决定;壁面与来流存在温差时气体沿程速度分布型线在入口段内上凸;壁温高于来流温度时,气流速度与等温流动工况下的速度的相对大小与气体稀薄性有关。 展开更多
关键词 微通道 压力边界 可压缩性 直接模拟蒙特卡罗
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直接模拟蒙特卡罗法模拟二维平面蒸发亚稳态原子退激过程 被引量:3
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作者 谢国锋 王德武 应纯同 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2002年第2期147-150,共4页
在原子法激光同位素分离 (AVLIS)工程中 ,金属受电子束的加热而熔化 ,有一部分原子处于亚稳态能级 ,为了分析在蒸发过程中亚稳态原子退激对原子蒸气的速度、温度等物理特性的影响 ,采用直接模拟蒙特卡罗 (DSMC)法模拟钆原子蒸发过程 ,... 在原子法激光同位素分离 (AVLIS)工程中 ,金属受电子束的加热而熔化 ,有一部分原子处于亚稳态能级 ,为了分析在蒸发过程中亚稳态原子退激对原子蒸气的速度、温度等物理特性的影响 ,采用直接模拟蒙特卡罗 (DSMC)法模拟钆原子蒸发过程 ,分析亚稳态原子退激过程对蒸气特性的影响。模拟结果表明 :亚稳态原子退激使得原子蒸气的速度增加 ,温度升高 ;克努森数Kn越小 ,原子间碰撞越频繁 。 展开更多
关键词 直接模拟蒙特卡罗 二维平面蒸发 亚稳态原子 退激过程 原子法激光同位素分离 金属原子
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Rossi-α测量方法的蒙特卡罗直接模拟 被引量:1
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作者 卢玉朝 谢奇林 +1 位作者 宋凌莉 刘汉刚 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第B09期370-373,共4页
本文基于Geant4toolkit开发了用于Rossi-α测量方法模拟的蒙特卡罗直接模拟程序,模拟计算了橡树岭实验室基准装置6个不同几何尺寸浓缩铀圆柱系统的瞬发中子衰减常数α,同时采用脉冲中子源方法模拟计算了α,二者结果一致。蒙特卡罗直接... 本文基于Geant4toolkit开发了用于Rossi-α测量方法模拟的蒙特卡罗直接模拟程序,模拟计算了橡树岭实验室基准装置6个不同几何尺寸浓缩铀圆柱系统的瞬发中子衰减常数α,同时采用脉冲中子源方法模拟计算了α,二者结果一致。蒙特卡罗直接模拟计算结果与实验结果存在偏差,空隙是产生偏差的最主要原因,随着次临界度的加深,空隙的影响减小,计算和实际测量的α的相对偏差从19%变为0.19%。 展开更多
关键词 瞬发中子衰减常数 Rossi-α 蒙特卡罗直接模拟
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气体间漏率等效关系的直接模拟蒙特卡洛分析 被引量:2
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作者 孙伟 闫荣鑫 +1 位作者 孙立臣 邵容平 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期1-5,共5页
研究气体间漏率的等效关系,对提高检漏数据判读的准确性具有重要意义。本文基于对金属压扁型漏孔的研究,通过建立分析模型,运用直接模拟蒙特卡罗法数值模拟方法得出了气态工质的漏率曲线及不同工质间漏率的等效关系,验证了气态工质泄漏... 研究气体间漏率的等效关系,对提高检漏数据判读的准确性具有重要意义。本文基于对金属压扁型漏孔的研究,通过建立分析模型,运用直接模拟蒙特卡罗法数值模拟方法得出了气态工质的漏率曲线及不同工质间漏率的等效关系,验证了气态工质泄漏模型的正确性,可实现已知示漏气体漏率情况下实际工质漏率的虚拟预示。研究结果表明,不同气态工质在同一条件下漏率存在着较大差异,但都随两端压差增大而增大,呈近二次多项式变化趋势,仿真结果与理论分析相符。气态工质间漏率等效性在He漏率≤10-6Pa·m^3/s和He漏率≥10-3Pa·m^3/s时趋于恒值;而当He漏率在[10-6,10-3]Pa·m3/s时,漏率等效性存在着先上升后下降的多项式变化形式,且最大值出现在这一区域之间。研究结果为实际工质与示漏工质间漏率等效数值研究提供了基本方法和参考数据。 展开更多
关键词 漏率 等效性 直接模拟蒙特卡罗 真空
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基于蒙特卡罗法的脱硫塔内气固流动数值模拟 被引量:4
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作者 彭正标 袁竹林 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第14期6-14,共9页
用欧拉法处理气相场的同时用基于拉格朗日法的直接数值模拟蒙特卡罗(direct simulation Monte Carlo,DSMC)法处理离散颗粒场,对循环流化床烟气脱硫塔内气固两相流动特性及其优化进行了数值模拟。基于非结构网格进行数值求解,采用四向耦... 用欧拉法处理气相场的同时用基于拉格朗日法的直接数值模拟蒙特卡罗(direct simulation Monte Carlo,DSMC)法处理离散颗粒场,对循环流化床烟气脱硫塔内气固两相流动特性及其优化进行了数值模拟。基于非结构网格进行数值求解,采用四向耦合方法严格地考虑颗粒–流体、颗粒–颗粒、颗粒–器壁间相互作用,并应用高效的非结构网格搜索法,实现气固相间一一映射的耦合作用与反馈。获得了加装导流板组前后,脱硫塔内气固流动特征、轴向速度分布以及固相颗粒浓度分布,同时对影响颗粒停留时间及颗粒碰撞率的关键因素进行了分析。结果证实了调节脱硫塔内多相流动的必要性与有效性;调节后,塔内两相流动及其分布呈理想对称状态,塔内空间得到了充分利用,各粒径档颗粒停留时间比较一致;颗粒停留时间与气相场分布及颗粒物性密切相关;调节后,床内颗粒碰撞率明显低于调节前。 展开更多
关键词 循环流化床 直接模拟蒙特卡罗 气固两相流 四向耦合
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热辐射计内稀薄气体流动的蒙特卡罗模拟 被引量:1
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作者 吕章德 王绍民 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期447-451,共5页
本文应用直接仿真蒙特卡罗(DSMC)方法,研究了Crookes热辐射计内由于叶片两表面的温度不同而引起的稀薄气体的流动,给出了热辐射计叶片高温面温度900K,低温表面温度为300K,四种不同克努森数(Kn)下流速矢量场、温度场和叶片两面压力差的... 本文应用直接仿真蒙特卡罗(DSMC)方法,研究了Crookes热辐射计内由于叶片两表面的温度不同而引起的稀薄气体的流动,给出了热辐射计叶片高温面温度900K,低温表面温度为300K,四种不同克努森数(Kn)下流速矢量场、温度场和叶片两面压力差的仿真结果。并与热辐射计在不同Kn数下的转速实验测量结果进行了比较,两者结果基本一致。 展开更多
关键词 蒙特卡罗模拟 矢量场 稀薄气体流动 热辐射 表面温度 流速 实验测量 dsmc 叶片
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基于DSMC方法的热裂解原子氢源数值仿真
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作者 于广琛 王俊莉 王晓冬 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第10期820-826,共7页
热裂解原子氢源在材料处理与半导体工艺中至关重要,其核心是通过高温催化裂解氢分子(H2)生成原子氢(H)。针对裂解腔内过渡流/分子流态下连续介质假设不再适用的情况下,研究基于直接模拟蒙特卡罗方法,结合微观反应概率公式,在OpenFOAM平... 热裂解原子氢源在材料处理与半导体工艺中至关重要,其核心是通过高温催化裂解氢分子(H2)生成原子氢(H)。针对裂解腔内过渡流/分子流态下连续介质假设不再适用的情况下,研究基于直接模拟蒙特卡罗方法,结合微观反应概率公式,在OpenFOAM平台构建催化裂解壁面反应模型,揭示热钨丝表面氢分子裂解机制及流场分布特性。仿真结果显示,当灯丝温度为2500 K、氢气流量0.176 sccm时,裂解效率可达28%,而流量增至1.056 sccm时裂解效率降至约12%;且裂解效率随灯丝温度升高呈指数增长,随流量增大显著下降。同时,通Cercignani–Lampis–Lord(CLL)模型分析发现,裂解效率主要由切向容纳系数调控,法向容纳系数影响极小;氢分子与氢原子在速度、密度分布上存在显著差异,入口狭缝可有效抑制氢原子返流。上述结果验证了Direct Simulation Monte Carlo(DSMC)方法在热裂解氢原子源模拟中的适用性与模型有效性,为原子氢源裂解工艺优化及结构设计提供关键参考。 展开更多
关键词 直接模拟蒙特卡洛法(dsmc) 热裂解原子氢源 仿真
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临近空间飞行器再入DSMC方法表面催化反应模型
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作者 胡佳志 蒋新宇 +1 位作者 李凡 李志辉 《化工进展》 北大核心 2025年第8期4478-4487,共10页
随着国家载人航天的不断发展,临近空间飞行器对极高速度和长航时的需求日益增长,如何准确模拟航天器再入过程中热化学非平衡气动加热对热防护系统的影响,一直是航天再入空气动力学前沿难题。本文根据宏观表面催化反应理论,在直接模拟蒙... 随着国家载人航天的不断发展,临近空间飞行器对极高速度和长航时的需求日益增长,如何准确模拟航天器再入过程中热化学非平衡气动加热对热防护系统的影响,一直是航天再入空气动力学前沿难题。本文根据宏观表面催化反应理论,在直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法架构的基础上构建有限速率表面催化反应模型。考虑五组元混合气体气相反应、表面催化反应的耦合作用,通过典型算例分析表面催化反应对飞行器再入大气层飞行器表面的影响,其表面热流相比未考虑表面催化反应的结果提高近30%。表面催化反应模型的加入为热化学非平衡表面效应难表征问题提供了新的手段,进一步提升了飞行器再入环境下高超声速气动加热预测能力,支撑飞行器热防护设计向高热载荷、轻量化方向发展。 展开更多
关键词 表面催化反应 直接模拟蒙特卡罗方法 耦合计算 稀薄气体动力学 飞行器再入
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持续裂变链引发概率的直接模拟研究 被引量:4
14
作者 谢奇林 刘汉刚 +2 位作者 杨成德 贺仁辅 范晓强 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期641-646,共6页
讨论了判断持续裂变链引发的理论依据,利用基于Geant4toolkit开发的蒙特卡罗直接模拟程序,计算了一系列测试几何和超瞬发临界5c/的GodivaⅠ反应堆内持续裂变链的引发概率。结果表明,蒙特卡罗直接模拟计算的结果与Mercury程序及确定性理... 讨论了判断持续裂变链引发的理论依据,利用基于Geant4toolkit开发的蒙特卡罗直接模拟程序,计算了一系列测试几何和超瞬发临界5c/的GodivaⅠ反应堆内持续裂变链的引发概率。结果表明,蒙特卡罗直接模拟计算的结果与Mercury程序及确定性理论结果均一致。 展开更多
关键词 持续裂变链 引发概率 蒙特卡罗直接模拟 超瞬发临界
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Taylor-Couette流的DSMC数值模拟 被引量:5
15
作者 何小英 贺碧蛟 蔡国飙 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期353-356,共4页
使用圆柱坐标系网格的三维DSMC(Direct Simulation Monte Carlo)模型,对同轴圆柱间Taylor-Couette流中Taylor涡的形成进行了数值模拟,并分析了不同计算域和边界条件下稳定流场中Taylor涡的轴向排列结构.在网格设置和流场参数不变的情况... 使用圆柱坐标系网格的三维DSMC(Direct Simulation Monte Carlo)模型,对同轴圆柱间Taylor-Couette流中Taylor涡的形成进行了数值模拟,并分析了不同计算域和边界条件下稳定流场中Taylor涡的轴向排列结构.在网格设置和流场参数不变的情况下,使用轴对称DSMC模型对Taylor涡进行数值模拟,所得Taylor涡的稳定过程与三维结果一致,验证了使用三维DSMC方法来解决微尺度低速的稀薄气流问题的可行性.三维模拟结果表明Taylor涡以较大的圆周速度绕轴旋转,二维模拟则无法体现.对不同的内圆柱旋转速度进行数值模拟,确定了能够产生Taylor涡的临界速度值. 展开更多
关键词 Taylor涡 直接模拟蒙特卡罗 三维 轴向排列
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基于DSMC的某卫星太阳电池翼分子污染模拟 被引量:1
16
作者 院小雪 姜恺 +2 位作者 闫少光 周传良 杨东升 《计算机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第22期73-75,共3页
分析了空间分子污染物的传输过程,采用10组不同的输入参数,在曙光4000A超级计算机上用直接模拟蒙特卡罗(DirectSimulationMonteCarlo,DSMC)方法的并行算法计算了在轨运行期间分子污染物在某型号卫星太阳电池翼表面的沉积情况,分析了太... 分析了空间分子污染物的传输过程,采用10组不同的输入参数,在曙光4000A超级计算机上用直接模拟蒙特卡罗(DirectSimulationMonteCarlo,DSMC)方法的并行算法计算了在轨运行期间分子污染物在某型号卫星太阳电池翼表面的沉积情况,分析了太阳电池翼输出功率的衰减情况。 展开更多
关键词 分子污染模拟 直接模拟蒙特卡罗 并行计算 输出功率 衰减
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三维直角网格自适应DSMC数值模拟 被引量:1
17
作者 朱荣丽 曹义华 李栋 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2007年第3期50-54,共5页
利用物面网格和流场网格耦合处理的方法,编制了三维再入飞行器稀薄高超声速绕流流场通用的DSMC计算程序,发展了一种高效、小存贮自适应多级直角网格技术,计算了圆球自由分子绕流和稀薄过渡区球双锥体绕流流场结构特征和气动力热特性,并... 利用物面网格和流场网格耦合处理的方法,编制了三维再入飞行器稀薄高超声速绕流流场通用的DSMC计算程序,发展了一种高效、小存贮自适应多级直角网格技术,计算了圆球自由分子绕流和稀薄过渡区球双锥体绕流流场结构特征和气动力热特性,并将圆球自由分子绕流的计算结果、理论解以及超热力学解进行了了比较,利用直角网格自适应技术模拟了头双锥外形再入飞行器流场结构和气动力系数,验证了流场网格和物面网格处理方案和计算程序的可靠性。 展开更多
关键词 直接模拟蒙特卡罗方法 过渡区 再入飞行器 热流
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真空羽流中相变过程DSMC仿真方法研究 被引量:1
18
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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拉瓦尔型微喷管性能的DSMC模拟 被引量:7
19
作者 杨海威 赵阳 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期106-109,119,共5页
运用DSMC方法,对轴对称拉瓦尔型微喷管流动现象进行了仿真模拟,分析了不同壁面边界条件对喷管流动性能的影响。研究结果表明,不同的壁面反射模型对喷管内的流场结构及推力有较大影响;在同等壁面热条件下,随着动量调节系数的增加,喷管粘... 运用DSMC方法,对轴对称拉瓦尔型微喷管流动现象进行了仿真模拟,分析了不同壁面边界条件对喷管流动性能的影响。研究结果表明,不同的壁面反射模型对喷管内的流场结构及推力有较大影响;在同等壁面热条件下,随着动量调节系数的增加,喷管粘性损失增大,喷管的推力和比冲都将下降;对不同光滑度与清洁度的喷管表面,一概采用完全漫反射模型,将低估喷管推力性能。 展开更多
关键词 微喷管 壁面条件 直接模拟蒙特卡罗 推力性能
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高超声速过渡区气动热的DSMC数值模拟研究 被引量:1
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作者 赵旭 丁海河 张庆兵 《现代防御技术》 北大核心 2010年第6期42-48,共7页
气动热是制约高超声速飞行器设计的主要因素之一,当飞行高度大于40 km时流场中存在局部过渡区流动特性,基于分子动力学的DSMC方法是解决高超声速过渡区气动热计算的有效途径之一。针对高超声速飞行器的典型球锥外形,采用DSMC方法开展了... 气动热是制约高超声速飞行器设计的主要因素之一,当飞行高度大于40 km时流场中存在局部过渡区流动特性,基于分子动力学的DSMC方法是解决高超声速过渡区气动热计算的有效途径之一。针对高超声速飞行器的典型球锥外形,采用DSMC方法开展了过渡区流动气动热特性研究,分析了当流场具有过渡区流动特性时,飞行马赫数和飞行高度对气动热的影响规律,并与Fay-Riddell驻点热流的工程算法作了对比分析。计算结果表明,DSMC方法在高超声速过渡区流动气动热计算中可以得到较好的结果,适用于高超声速过渡区流场气动热的计算与分析。 展开更多
关键词 高超声速 过渡区 气动热 直接模拟蒙特卡罗
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