Rossi-α测量方法的蒙特卡罗直接模拟 被引量：1

1

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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直接模拟蒙特卡罗方法的并行方案设计 被引量：5

2

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

3

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

4

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

5

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 直接模拟蒙特卡罗法 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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基于直接模拟蒙特卡罗方法计算单一气体及二元混合气体的平均自由程

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作者 魏宁斐 冯焱 +5 位作者 孙雯君 成永军 董猛 宋伊 吴成耀 刘国庭 《真空与低温》 2021年第2期132-140,共9页

运用直接模拟蒙特卡罗方法研究了单一及二元混合气体在平衡态时气体内部分子间的相互碰撞过程。采用可变硬球模型及可变软球模型两种分子间碰撞处理模型对单一及二元混合气体分子平均自由程、单位时间单位体积内碰撞次数在模拟温度为300... 运用直接模拟蒙特卡罗方法研究了单一及二元混合气体在平衡态时气体内部分子间的相互碰撞过程。采用可变硬球模型及可变软球模型两种分子间碰撞处理模型对单一及二元混合气体分子平均自由程、单位时间单位体积内碰撞次数在模拟温度为300~20000 K之间进行了模拟计算。为了检验这两种模型模拟计算的精确性,将其结果与对应模型下的理论计算结果进行比较,表明单一气体的模拟结果与理论计算结果相对偏差不超过0.7%,混合气体相对偏差不超过1.5%。同时将上述两种模型的模拟结果与传统硬球模型的计算结果进行比较,发现在硬球模型下,气体分子平均自由程在宽温度区间与其他两种模型相比有较大的误差,而单位时间单位体积内气体分子的碰撞次数与模拟温度的二分之一次方成正比,当模拟温度高于300 K时,其结果大于另外两种模型下的结果。 展开更多

关键词 直接模拟蒙特卡罗方法 平均自由程 单一气体 二元混合气体

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持续裂变链引发概率的直接模拟研究 被引量：4

8

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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用GDQ方法模拟微尺度库埃特流动研究 被引量：2

9

作者 罗建斌 徐斌 薛宏 《广西工学院学报》 CAS 2009年第1期43-47,共5页

探讨了一种在MEMS中常见的流动系统,对N-S方程加以改进,建立相应的理论模型。采用广义微分积分方法(GDQ)进行流场数值模拟,并用蒙特卡洛直接模拟方法(DSMC)来加以验证。结果表明:新建理论模型的模拟结果与DSMC模拟结果基本吻合。该理论... 探讨了一种在MEMS中常见的流动系统,对N-S方程加以改进,建立相应的理论模型。采用广义微分积分方法(GDQ)进行流场数值模拟,并用蒙特卡洛直接模拟方法(DSMC)来加以验证。结果表明:新建理论模型的模拟结果与DSMC模拟结果基本吻合。该理论模型可以模拟滑移区和过渡流动区的气体流动;GDQ方法程序简单,计算成本低。 展开更多

关键词 微电子机械系统 库埃特流动 广义微分积分方法 蒙特卡罗直接模拟法

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DSMC方法在微小喷管流场模拟中的应用 被引量：1

10

作者 杨海威 赵阳 《微纳电子技术》 CAS 2006年第5期233-236,共4页

利用DSMC方法对不同扩张比及喉部尺寸的轴对称拉伐尔喷管流动现象进行了模拟分析,模拟中采用与实际分子碰撞过程更为接近的内能松弛模型及CLL物面反射模型。研究结果表明不同的扩张比及喉部尺寸对喷管内的流场分布有较大影响,在同等条件... 利用DSMC方法对不同扩张比及喉部尺寸的轴对称拉伐尔喷管流动现象进行了模拟分析,模拟中采用与实际分子碰撞过程更为接近的内能松弛模型及CLL物面反射模型。研究结果表明不同的扩张比及喉部尺寸对喷管内的流场分布有较大影响,在同等条件下,喉部尺寸较大的微喷管性能要优于喉部尺寸小的喷管,扩张比为5的微喷管流场马赫数更高而壁面承受压力更低,有更好的性能。 展开更多

关键词 蒙特卡罗直接模拟法 微喷管 流场

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拉伐尔型微喷管流场的三维模拟 被引量：2

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作者 杨海威 朱卫兵 赵阳 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1014-1017,共4页

微喷管设计的优劣将直接影响到微型推进系统的设计及其性能好坏。运用DSMC(direct simulation Monte-Carlo)方法对三维微喷管进行管内气体流动模拟,并对不同蚀刻深度及不同雷诺数喷管进行了模拟分析,仿真中采用与实际分子碰撞过程更为... 微喷管设计的优劣将直接影响到微型推进系统的设计及其性能好坏。运用DSMC(direct simulation Monte-Carlo)方法对三维微喷管进行管内气体流动模拟,并对不同蚀刻深度及不同雷诺数喷管进行了模拟分析,仿真中采用与实际分子碰撞过程更为接近的内能松弛模型及CLL物面反射模型。结果表明,三维微喷管推力性能随雷诺数的增加而增大,推力及推力效率随着喷管蚀刻深度的减少而降低,由于三维喷管侧壁附面层的影响,蚀刻深度大于3倍喉部尺寸,才能避免对喷管性能的影响。 展开更多

关键词 微喷管 蒙特卡罗直接模拟方法 推进性能 数值模拟 附面层

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Taylor-Couette流的DSMC数值模拟 被引量：5

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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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脉冲等离子体推力器羽流三维粒子模拟 被引量：3

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作者 钱中 王平阳 杜朝辉 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期680-684,734,共6页

以脉冲等离子体推力器(PPT)羽流为研究对象,基于单元粒子法和直接模拟蒙特卡罗法,建立三维物理模型,模拟羽流瞬态流动。假定电子等温流动将其动量方程简化并离散,运用交替隐式法求解等离子体电势。通过与实验数据和轴对称仿真结果对比... 以脉冲等离子体推力器(PPT)羽流为研究对象,基于单元粒子法和直接模拟蒙特卡罗法,建立三维物理模型,模拟羽流瞬态流动。假定电子等温流动将其动量方程简化并离散,运用交替隐式法求解等离子体电势。通过与实验数据和轴对称仿真结果对比验证仿真模型,分析流场中电势、浓度分布随时间变化情况。研究表明,本文所建模型能在平行和垂直于电极的两个平面内有效预测等离子体羽流参数,且仿真结果优于二维模拟。PPT羽流中推进剂返流质量份额极小。研究方法、结果对PPT羽流更深入研究具有参考价值。 展开更多

关键词 PPT 羽流 三维 粒子单元法 直接模拟蒙特卡罗

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稀薄等离子体羽流稳态流动粒子模拟 被引量：3

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作者 钱中 王平阳 杜朝辉 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期165-168,共4页

以稳态等离子体推力器羽流为研究对象,基于单元粒子法-直接模拟蒙特卡罗法混合法,建立数值仿真模型,研究流场电势、电子数密度、离子电流密度分布,通过与实测数据及已有模拟结果的比较验证模型.电子动量方程简化中,考虑电子和离子与中... 以稳态等离子体推力器羽流为研究对象,基于单元粒子法-直接模拟蒙特卡罗法混合法,建立数值仿真模型,研究流场电势、电子数密度、离子电流密度分布,通过与实测数据及已有模拟结果的比较验证模型.电子动量方程简化中,考虑电子和离子与中性粒子的碰撞效应,采用交替方向隐式法求解等离子体电势,所得仿真结果优于忽略该效应的Boltzmann模型,尤其是在流场翼部.本研究对电推力器的污染评估具有参考价值. 展开更多

关键词 电推力器 羽流 粒子模拟 单元粒子法 直接模拟蒙特卡罗法

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ICP刻蚀中等离子体分布的模拟 被引量：3

15

作者 冯明 张鉴 黄庆安 《电子器件》 EI CAS 2005年第3期529-531,共3页

采用直接蒙特卡罗方法对反应器中的气体分布进行粒子模拟,从而得到在不同条件下的一组结果,给出了粒子浓度和温度与腔体尺寸的关系图。并对结果作出分析比较,得出不同的条件对粒子浓度以及温度等产生影响,结果对ICP刻蚀的工艺控制有参... 采用直接蒙特卡罗方法对反应器中的气体分布进行粒子模拟,从而得到在不同条件下的一组结果,给出了粒子浓度和温度与腔体尺寸的关系图。并对结果作出分析比较,得出不同的条件对粒子浓度以及温度等产生影响,结果对ICP刻蚀的工艺控制有参考价值。 展开更多

关键词 等离子体分布 粒子模拟 直接模拟蒙特卡罗法 电感耦合等离子体

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PWS软件应用于探月着陆器羽流效应数值模拟研究 被引量：8

16

作者 蔡国飙 贺碧蛟 《航天器环境工程》 2010年第1期18-23,5,共6页

文章使用自行开发的PWS计算软件就探月着陆器主发动机羽流对着陆缓冲机构产生的气动力和对流换热热效应问题进行了数值模拟研究。PWS软件是一个基于直接模拟蒙特卡罗方法的羽流计算通用软件,其松散的软件架构保证了各个计算模块的相对... 文章使用自行开发的PWS计算软件就探月着陆器主发动机羽流对着陆缓冲机构产生的气动力和对流换热热效应问题进行了数值模拟研究。PWS软件是一个基于直接模拟蒙特卡罗方法的羽流计算通用软件,其松散的软件架构保证了各个计算模块的相对独立性,使用"与"、"或"逻辑法则的二级构造法来实现边界条件的通用性。软件的计算值与国外CUBRC实验测量值符合得很好。使用PWS软件对着陆器主发动机羽流进行数值模拟计算表明着陆缓冲机构所受的羽流气动压强最大达到2.4Pa;缓冲机构底盘侧面的对流换热热流密度最大达到2000W/m2;当缓冲机构壁面温度从300K增加到500K时,其表面对流换热流密度值有所下降,其最大下降值不到5%。 展开更多

关键词 真空羽流效应 直接模拟蒙特卡罗方法 pws软件 探月着陆器

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霍尔推进器放电等离子体的数值模拟研究与发展 被引量：3

17

作者 赵杰 唐德礼 汪礼胜 《上海航天》 北大核心 2008年第2期36-41,共6页

阐述了霍尔推进器的工作原理。介绍了等离子体模拟中的流体、粒子和混合三种模型,以及粒子模型中直接蒙特卡罗模拟(DSMC)、等离子体模拟(PIC)和PIC/DSMC混合模拟方法。给出了一维流体模型的假设条件和控制方程、DSMC的空间迭代和时间步... 阐述了霍尔推进器的工作原理。介绍了等离子体模拟中的流体、粒子和混合三种模型,以及粒子模型中直接蒙特卡罗模拟(DSMC)、等离子体模拟(PIC)和PIC/DSMC混合模拟方法。给出了一维流体模型的假设条件和控制方程、DSMC的空间迭代和时间步进两种求解方法,以及PIC、PIC/DSMC混合法与典型二维混合模型的建立过程。讨论了三种模型的适用条件、局限性,以及发展趋势。 展开更多

关键词 霍尔推进器 流体模拟 粒子模拟 流体与粒子混合模拟 直接蒙特卡罗模拟 等离子体模拟

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稳态等离子体推力器羽流数值模拟 被引量：1

18

作者 钱中 王平阳 +1 位作者 杜朝辉 康小录 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期484-488,共5页

以国内研制的稳态等离子体推力器羽流为研究对象,建立了基于粒子单元法和直接蒙特卡罗模拟法的数值仿真模型,简化了电子动量方程,运用Boltzmann关系式求解了等离子体电势,研究了羽流电子数密度、离子电流密度及流场温度分布。通过与实... 以国内研制的稳态等离子体推力器羽流为研究对象,建立了基于粒子单元法和直接蒙特卡罗模拟法的数值仿真模型,简化了电子动量方程,运用Boltzmann关系式求解了等离子体电势,研究了羽流电子数密度、离子电流密度及流场温度分布。通过与实验数据和已有数值结果对比,以验证模型和编制的程序。研究表明,羽流出口下游0.3-1.0 m处的羽流中心电子数密度约为2.5×10^16-5×10^15m^-3,电流密度约为65-1 A/m^2。文中工作对分析等离子体羽流污染具有参考意义。 展开更多

关键词 电推力器 等离子体羽流 粒子单元法(PIC) 直接蒙特卡罗模拟法(DSMC)

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三维直角网格自适应DSMC数值模拟 被引量：1

19

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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霍尔推力器等离子体羽流粒子模拟 被引量：3

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作者 钱中 康小录 +1 位作者 王平阳 杜朝辉 《上海航天》 2009年第4期43-46,共4页

建立了霍尔推力器羽流仿真模型,用单元粒子-直接模拟蒙特卡罗(PIC-DSMC)混合方法对SPT-7推力器的流场进行数值模拟,分析背压、扩张角和电子温度对流场的影响。结果表明:背压粒子增加了回流区内离子和高速粒子,加重羽流污染。SPT-70推力... 建立了霍尔推力器羽流仿真模型,用单元粒子-直接模拟蒙特卡罗(PIC-DSMC)混合方法对SPT-7推力器的流场进行数值模拟,分析背压、扩张角和电子温度对流场的影响。结果表明:背压粒子增加了回流区内离子和高速粒子,加重羽流污染。SPT-70推力器羽流出口处扩张角约为30°。实验数据验证了仿真模型的正确和方法的可行,对电推力器及其羽流污染等的研究有一定的参考价值。 展开更多

关键词 稀薄等离子体 羽流 单元粒子 直接模拟蒙特卡罗 背压 扩张角 电子温度

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