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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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稀薄气体圆柱绕流的并行化DSMC方法研究 被引量:1
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作者 黄琳 陈伟芳 吴其芬 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2000年第4期456-459,共4页
本文针对DSMC方法的内在并行特征构造了两种并行算法 ,并在PVM环境下实现了并行化计算。计算结果表明 ,实现DSMC方法的并行化能够显著缩短计算时间 ,提高计算效率 。
关键词 PVM环境 并行算法 DSMC方法 稀薄气体流动
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气体动理学格式与多尺度流动模拟 被引量:5
3
作者 谭爽 李诗一 +1 位作者 李启兵 符松 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期88-94,共7页
介绍了气体动理学格式(GKS)的基本构造原理及其在两种典型多尺度流动模拟中的应用。GKS利用介观BGK方程的跨尺度演化解来构造网格界面上的数值通量,从而发展出能随计算网格尺度变化自动切换物理模型的多尺度方法。对湍流这种宏观多尺度... 介绍了气体动理学格式(GKS)的基本构造原理及其在两种典型多尺度流动模拟中的应用。GKS利用介观BGK方程的跨尺度演化解来构造网格界面上的数值通量,从而发展出能随计算网格尺度变化自动切换物理模型的多尺度方法。对湍流这种宏观多尺度流动,发展了高精度GKS方法并成功用于低雷诺数湍流的直接数值模拟;为实现对高雷诺数湍流的高效精细模拟,基于拓展BGK方程和已有的RANS,LES模型建立了新型多尺度模拟框架。对跨流域稀薄流动,发展了适合大规模并行的三维统一气体动理学格式(UGKS),并建立了适合轴对称稀薄流动的UGKS。研究表明,GKS在多尺度流动高效模拟中的优异性能,具有很好的发展前景。 展开更多
关键词 气体动理学格式 湍流 稀薄气体流动 多尺度
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稀薄流过渡区气固两相喷流的建模与数值模拟 被引量:7
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作者 李洁 任兵 陈伟芳 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期484-489,共6页
从描述粒子运动的细观层次出发,运用DSMC方法,构造了稀薄流过渡区气固相互作用模型和颗粒碰撞模型,数值模拟了有气固两相横向喷流干扰的二维有限平板高超声速流场,分析了流场结构和物面气动系数分布等特性。结果表明,对于不同的来流Knud... 从描述粒子运动的细观层次出发,运用DSMC方法,构造了稀薄流过渡区气固相互作用模型和颗粒碰撞模型,数值模拟了有气固两相横向喷流干扰的二维有限平板高超声速流场,分析了流场结构和物面气动系数分布等特性。结果表明,对于不同的来流Knudsen数和颗粒质量载荷等参数,喷流干扰流场存在差异,同时反映了基于DSMC方法的气固相互作用模型是研究稀薄及过渡条件下的气固两相流动的有效方法。 展开更多
关键词 稀薄气体流动 气固两相流动 DSMC方法
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稀薄流热化学非平衡效应的DSMC研究 被引量:3
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作者 石于中 陈伟芳 +1 位作者 任兵 吴其芬 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1997年第2期238-244,共7页
以钝体绕流驻点线流场为例,应用直接仿真蒙特卡罗法(DSMC),模拟了五组元混合气体(N2、O2、N、O、NO)中的碰憧传能松弛、离解反应、交换反应及复合反应。给出了碰撞分子各自由度间的能量交换模式及各类化学反应的选择模式。DSMC仿... 以钝体绕流驻点线流场为例,应用直接仿真蒙特卡罗法(DSMC),模拟了五组元混合气体(N2、O2、N、O、NO)中的碰憧传能松弛、离解反应、交换反应及复合反应。给出了碰撞分子各自由度间的能量交换模式及各类化学反应的选择模式。DSMC仿真结果与宏观粘性激波层方程计算结果,在飞行高度较低时基本相符,表明采用的热化学非平衡模式是令人满意的。随着飞行高度增高稀薄气体效应增大,二者在激波附近有显著差异,表明高空飞行必须考虑热化学非平衡效应和稀薄气体效应。 展开更多
关键词 热化学 非平衡效应 DSMC仿真 稀薄气体流动
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气体分子碰撞传能及反应的DSMC仿真
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作者 陈伟芳 石于中 吴其芬 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第2期5-8,共4页
研究了气体分子的非弹性碰撞机理,给出了分子内自由度激发、反应的几率选择模式及分子内自由度能量交换模式。以钝体驻点线流场为仿真实例,比较了DSMC仿真结果与粘性激波层方程计算结果。二者在较低高度时的一致表明DSMC仿真... 研究了气体分子的非弹性碰撞机理,给出了分子内自由度激发、反应的几率选择模式及分子内自由度能量交换模式。以钝体驻点线流场为仿真实例,比较了DSMC仿真结果与粘性激波层方程计算结果。二者在较低高度时的一致表明DSMC仿真中采用的模式是合理的。 展开更多
关键词 碰撞 传能 DSMC仿真 气体分子 稀薄气体流动
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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
7
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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DSMC/EPSM混合算法研究 被引量:9
8
作者 陈伟芳 吴明巧 任兵 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期274-278,共5页
将EPSM算法与DSMC方法结合,构造了可模拟含近连续流区及过渡流区的DSMC/EPSM混合算法。运用混合算法模拟了马赫数等于5时超音速竖板绕流及马赫数等于4时超音速平板绕流,并将结果与DSMC算法的结果进行比较,证明了DSMC/EPSM混合算法的有效... 将EPSM算法与DSMC方法结合,构造了可模拟含近连续流区及过渡流区的DSMC/EPSM混合算法。运用混合算法模拟了马赫数等于5时超音速竖板绕流及马赫数等于4时超音速平板绕流,并将结果与DSMC算法的结果进行比较,证明了DSMC/EPSM混合算法的有效性,同时将EPSM算法与DSMC算法的效率进行了比较。 展开更多
关键词 DSMC/EPSM混合算法 气体动力学 蒙特卡罗直接模拟法 平衡粒子模拟法 超音速平板绕流 稀薄气体流动
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高超声速平头圆柱绕流化学反应流场的DSMC/EPSM混合算法研究 被引量:1
9
作者 陈伟芳 杨晓昆 +1 位作者 吴明巧 彭威 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2003年第4期476-481,共6页
本文发展了平衡粒子模拟方法(EPSM),建立了与高温气体化学反应动力学理论相匹配的EPSM耦合模型,并通过混合参数进行流区的自动识别,将EPSM方法与蒙特卡罗直接模拟方法(DSMC)结合,构造了可模拟化学反应流动的DSMC/EPSM混合算法。应用该... 本文发展了平衡粒子模拟方法(EPSM),建立了与高温气体化学反应动力学理论相匹配的EPSM耦合模型,并通过混合参数进行流区的自动识别,将EPSM方法与蒙特卡罗直接模拟方法(DSMC)结合,构造了可模拟化学反应流动的DSMC/EPSM混合算法。应用该算法对汲及化学反应的轴对称情况下高超声速平头圆柱绕流流场进行模拟,将结果与DSMC方法的结果进行比较,验证了新算法对求解化学反应流动的可行性。将混合算法的计算效率与DSMC方法的计算效率进行比较,发现混合算法能够大大提高计算效率。 展开更多
关键词 飞行器 化学反应 平头圆柱 DSMC/EPSM混合算法 稀薄气体流动 平衡粒子模拟方法
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二维Woods-Burnett方程的稳定性分析
10
作者 魏淑惠 包福兵 朱赠好 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期90-94,共5页
Woods-Burnett方程是Boltzmann方程的二阶近似,是Burnett方程的一种修正,能够描述轻微偏离热力学平衡时的稀薄气体流动。但是Woods-Burnett方程在小扰动下不稳定,这是限制Woods-Burnett方程广泛应用的一个重要原因。本文在一维稳定性分... Woods-Burnett方程是Boltzmann方程的二阶近似,是Burnett方程的一种修正,能够描述轻微偏离热力学平衡时的稀薄气体流动。但是Woods-Burnett方程在小扰动下不稳定,这是限制Woods-Burnett方程广泛应用的一个重要原因。本文在一维稳定性分析的基础上,通过线性小扰动理论,首次得到了二维Woods-Burnett方程的稳定性特征方程,并把稳定性方程的解表示在复平面上,得到了二维稳定性特征曲线。通过扰动增长系数和扰动波数的关系,得到二维Woods-Burnett方程的临界努森数为0.130,而一维Woods-Burnett方程的临界努森数为0.184。说明在二维情况下Woods-Burnett方程更加不稳定。 展开更多
关键词 Woods-Burnett方程 线性稳定性分析 临界努森数 稀薄气体流动
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