为实现占据多个流体网格的大颗粒在流场中运动的仿真,基于计算流体力学和离散单元法耦合(computational fluid dy namics-discrete element mothod,CFD-DEM),提出了一种新的数值方法。使用黏结颗粒模型将大颗粒近似表示为多个小球形颗...为实现占据多个流体网格的大颗粒在流场中运动的仿真,基于计算流体力学和离散单元法耦合(computational fluid dy namics-discrete element mothod,CFD-DEM),提出了一种新的数值方法。使用黏结颗粒模型将大颗粒近似表示为多个小球形颗粒黏结而成,基于非解析CFD-DEM方法计算流体对每个小球颗粒的作用力,将所有小球颗粒运动参数的平均值用于描述整个黏结颗粒的运动状态。通过黏性流体中球形大颗粒的沉降运动模拟,比较仿真结果与相关实验数据,结果表明:该方法不仅能准确模拟球形大颗粒的沉降运动,而且与浸没边界法相比计算效率更高。与传统的解析CFD-DEM方法相比,此方法还可以方便且准确地模拟三维情况下非球形大颗粒在流场中的运动。展开更多
火星表面发射起飞是实现火星采样返回任务的关键环节之一。为准确评估火星上升器(Mars Ascent Vehicle,MAV)发射起飞时的动力学响应,基于离散单元法(Discrete Element Method,DEM)构建了模拟火壤颗粒介质模型,研究模拟火壤的承载力学特...火星表面发射起飞是实现火星采样返回任务的关键环节之一。为准确评估火星上升器(Mars Ascent Vehicle,MAV)发射起飞时的动力学响应,基于离散单元法(Discrete Element Method,DEM)构建了模拟火壤颗粒介质模型,研究模拟火壤的承载力学特性。构建了“模拟火壤–着陆器–发射装置–上升器”多要素耦合动力学模型,开展了倾斜热发射动力学仿真。结果表明,在斜坡表面沿不同方向发射时,上升器发射分离时姿态角变化较小,偏航、俯仰、滚转角分别不大于1.0°、3.2°、0.18°;上升器运动将影响模拟火壤对着陆器各足垫支承载荷的幅值,发射过程中着陆器俯仰角与滑移量较小,整体姿态稳定,可有效支撑上升器的发射分离过程。研究方法可用于指导星表发射装置的动力学仿真与稳定性设计。展开更多
文摘为实现占据多个流体网格的大颗粒在流场中运动的仿真,基于计算流体力学和离散单元法耦合(computational fluid dy namics-discrete element mothod,CFD-DEM),提出了一种新的数值方法。使用黏结颗粒模型将大颗粒近似表示为多个小球形颗粒黏结而成,基于非解析CFD-DEM方法计算流体对每个小球颗粒的作用力,将所有小球颗粒运动参数的平均值用于描述整个黏结颗粒的运动状态。通过黏性流体中球形大颗粒的沉降运动模拟,比较仿真结果与相关实验数据,结果表明:该方法不仅能准确模拟球形大颗粒的沉降运动,而且与浸没边界法相比计算效率更高。与传统的解析CFD-DEM方法相比,此方法还可以方便且准确地模拟三维情况下非球形大颗粒在流场中的运动。
文摘火星表面发射起飞是实现火星采样返回任务的关键环节之一。为准确评估火星上升器(Mars Ascent Vehicle,MAV)发射起飞时的动力学响应,基于离散单元法(Discrete Element Method,DEM)构建了模拟火壤颗粒介质模型,研究模拟火壤的承载力学特性。构建了“模拟火壤–着陆器–发射装置–上升器”多要素耦合动力学模型,开展了倾斜热发射动力学仿真。结果表明,在斜坡表面沿不同方向发射时,上升器发射分离时姿态角变化较小,偏航、俯仰、滚转角分别不大于1.0°、3.2°、0.18°;上升器运动将影响模拟火壤对着陆器各足垫支承载荷的幅值,发射过程中着陆器俯仰角与滑移量较小,整体姿态稳定,可有效支撑上升器的发射分离过程。研究方法可用于指导星表发射装置的动力学仿真与稳定性设计。
