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高超声速DSMC/EPSM耦合算法的新判据研究
1
作者 戴媛媛 袁震宇 王学德 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第9期224-231,共8页
提出了一种适用于DSMC/EPSM耦合方法的新判据,旨在优化直接模拟蒙特卡洛方法(direct simulation Monte Carlo,DSMC)与平衡粒子模拟法(equilibrium particle simulation method,EPSM)耦合方法的计算域划分。不同于传统以碰撞数作为判据... 提出了一种适用于DSMC/EPSM耦合方法的新判据,旨在优化直接模拟蒙特卡洛方法(direct simulation Monte Carlo,DSMC)与平衡粒子模拟法(equilibrium particle simulation method,EPSM)耦合方法的计算域划分。不同于传统以碰撞数作为判据的区域划分方法,新判据以网格中的粒子碰撞特征时间-流场宏观流动特征时间之比作为判据。算例测试结果表明,新判据的计算结果与DSMC方法的计算结果基本一致;使用新判据的DSMC/EPSM耦合方法,在近连续流域,比DSMC方法的计算效率最高提升了约36.4%。 展开更多
关键词 高超声速 dsmc/epsm耦合方法 区域识别 气动力与气动热预测
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临近空间飞行器再入DSMC方法表面催化反应模型
2
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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DSMC/EPSM混合算法研究 被引量：10
3
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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超声速平板绕流DSMC/EPSM混合算法研究 被引量：3
4
作者 陈伟芳 吴明巧 +1 位作者 赵玉新 任兵 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2002年第4期441-445,共5页
本文将平衡粒子模拟方法(EPSM)与蒙特卡罗直接模拟方法(DSMC)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。运用混合算法模拟马赫数等于4时超声速平板绕流,并与DSMC结果进行比较,证明了DSMC/EPSM混合算法的有效性。将D... 本文将平衡粒子模拟方法(EPSM)与蒙特卡罗直接模拟方法(DSMC)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。运用混合算法模拟马赫数等于4时超声速平板绕流,并与DSMC结果进行比较,证明了DSMC/EPSM混合算法的有效性。将DSMC方法与混合算法的计算效率进行了比较。 展开更多
关键词 dsmc epsm 混合算法 超声速流动 绕流
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超声速平头圆柱绕流DSMC/EPSM混合算法研究 被引量：3
5
作者 吴明巧 陈伟芳 任兵 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2002年第2期206-210,共5页
本文将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。运用混合算法模拟马赫数等于 5 .37时超声速平头圆柱绕流 ,并与DSMC结果进行比较 ,证明了DSMC/EPSM混合算法的有效性 ,并对两种算法的计算效率... 本文将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。运用混合算法模拟马赫数等于 5 .37时超声速平头圆柱绕流 ,并与DSMC结果进行比较 ,证明了DSMC/EPSM混合算法的有效性 ,并对两种算法的计算效率进行了比较。 展开更多
关键词 超声速平头圆柱绕流 epsm 混合算法 衡薄气体流动 dsmc
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应用于PECVD过渡流模拟的NS/DSMC双向耦合方法特性研究
6
作者 刘万锁 岳向吉 蔺增 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1591-1595,1603,共6页
将纳维-斯托克斯(NS)方程方法与直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法耦合以实现过渡流态计算.相对过去欠缺反馈机制的单向耦合方法,提出以NS,DSMC速度场相互修正边界值的方法实现双向耦合方法的反馈机制,这对于非稳态研究和数值修正十分重要.结... 将纳维-斯托克斯(NS)方程方法与直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法耦合以实现过渡流态计算.相对过去欠缺反馈机制的单向耦合方法,提出以NS,DSMC速度场相互修正边界值的方法实现双向耦合方法的反馈机制,这对于非稳态研究和数值修正十分重要.结果表明,双向耦合结果与全局DSMC结果有高相似性,相对单向耦合具有更高的效率、稳定性及精度,提高耦合强度可以提升稳定性与精度.双向耦合通过采用全局NS结果边界值获得更高的子域收敛性、稳定性及精度.提出超前演算方法可以增强DSMC域的时间耦合性,为非稳态计算奠定基础. 展开更多
关键词 NS/dsmc方法 双向耦合 过渡流 超前演算 PECVD
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一种稀薄两相流动的数值模拟方法 被引量：9
7
作者 李中华 李志辉 +1 位作者 彭傲平 吴俊林 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期266-271,共6页
从描述粒子运动的微观层次出发,采用双向耦合技术,建立了一种适用于稀薄条件下两相流动的DSMC数值模拟方法。对相间相互作用进行解耦处理,实现了气固两相间动量和能量相互作用的模拟。相关算例验证了方法的可靠性。结果表明:在大样本统... 从描述粒子运动的微观层次出发,采用双向耦合技术,建立了一种适用于稀薄条件下两相流动的DSMC数值模拟方法。对相间相互作用进行解耦处理,实现了气固两相间动量和能量相互作用的模拟。相关算例验证了方法的可靠性。结果表明:在大样本统计平均条件下,该模拟方法能够保证相间动量和能量交换时守恒,固体颗粒尺寸、气体稀薄程度等条件对相间的相互作用有很大的影响。 展开更多
关键词 稀薄气体 dsmc方法 两相流 双向耦合 高空羽流
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NPLS流场测量技术在高超声速风洞中纳米粒子跟随性数值仿真 被引量：4
8
作者 李中华 李志辉 +1 位作者 蒋新宇 吴俊林 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期73-79,共7页
从描述粒子运动的微观层次出发,采用双向耦合技术,建立了一种适用于稀薄条件下两相流动的DSMC数值模拟方法。对相间相互作用进行解耦处理,实现了气固两相间动量和能量相互作用的模拟。采用基于DSMC方法的稀薄两相流双向耦合算法,对NPLS... 从描述粒子运动的微观层次出发,采用双向耦合技术,建立了一种适用于稀薄条件下两相流动的DSMC数值模拟方法。对相间相互作用进行解耦处理,实现了气固两相间动量和能量相互作用的模拟。采用基于DSMC方法的稀薄两相流双向耦合算法,对NPLS测量技术高超声速流场测量中纳米粒子的跟随性进行了数值研究。通过Φ50nmTiO2粒子在不同高超声速流场条件下气相-纳米粒子两相流场的仿真,表明在稀薄度很小的流场中,纳米粒子的跟随性很好。而随着流场稀薄度增加,流场中纳米粒子的跟随性降低,纳米粒子在流场中的分布与气相流场分布差异变大,通过NPLS测量得到的激光散射信号不能反映流场结构。 展开更多
关键词 dsmc方法 两相流 双向耦合 NPLS 高超声速 流场测量
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地外天体起飞过程真空羽流导流力热效应研究 被引量：5
9
作者 贺卫东 党海燕 +2 位作者 许明艳 马艳丽 赵辉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1151-1156,共6页
为研究地外天体起飞真空羽流对探测器分离产生的力热扰动,使用计算流体力学-直接模拟蒙特卡洛(CFD-DSMC)耦合计算模型对锥面导流的真空羽流场进行了计算。采用组分输运模型计算三维连续流场,并获取当地的克努森数作为判断连续流和离散... 为研究地外天体起飞真空羽流对探测器分离产生的力热扰动,使用计算流体力学-直接模拟蒙特卡洛(CFD-DSMC)耦合计算模型对锥面导流的真空羽流场进行了计算。采用组分输运模型计算三维连续流场,并获取当地的克努森数作为判断连续流和离散流的依据。使用基于分子动力学的直接模拟蒙特卡洛方法(DSMC)计算离散流场,采用可变软球(VSS)碰撞模型和Larsen and Borgnakke传能模型计算离散流分子间的能量传递,将计算结果与试验进行了对比,验证了计算方法的可靠性。研究结果表明,A器受到的侧向干扰力矩为62N·m,底部受到的最大压力为100Pa,最大热流密度为100k W/m2;B器受到的侧向干扰力矩为558 N·m,表面最大压力为8k Pa,最大热流密度为600k W/m2,喷口与导流装置顶面距离为400mm时,激波已移出喷管内部。 展开更多
关键词 计算流体力学-直接模拟蒙特卡洛耦合方法 真空羽流 地外天体起飞 力热效应
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羽流中固体颗粒在真空环境下分布的数值仿真
10
作者 李中华 李志辉 +1 位作者 吴俊林 彭傲平 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期797-803,共7页
通过对气-固两相间动量和能量相互作用解耦处理,建立了一种适于模拟真空环境气固两相混合物羽流的DSMC双向耦合算法与固体颗粒空间输运变化特性的TPMC计算技术。仿真了固体火箭发动机两相羽流流场和固体颗粒在远离发动机喷口数十公里空... 通过对气-固两相间动量和能量相互作用解耦处理,建立了一种适于模拟真空环境气固两相混合物羽流的DSMC双向耦合算法与固体颗粒空间输运变化特性的TPMC计算技术。仿真了固体火箭发动机两相羽流流场和固体颗粒在远离发动机喷口数十公里空间扩散运动分布特性,通过将计算结果与典型文献结果及理论分析比较确认,证实本文方法的准确可靠性。结果表明,固体颗粒对气相的扩散有一定的阻滞作用;仅在离发动机喷口一定距离,气相对固体颗粒有较大影响,致颗粒温度下降、速度增加;颗粒温度随发动机喷口距离增大而减小,一直要在远离喷口上百公里颗粒温度才随轴向位置趋于平衡,且不同尺寸的颗粒温度差别较大,对指导外层空间高真空环境气固两相羽流传输影响工程研制具有重要意义。 展开更多
关键词 稀薄气体 dsmc方法 两相流 双向耦合 TPMC方法 高空羽流
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