硬球-拟颗粒模拟高超声速稀薄气体流动

论文摘要

发展了适应高超声速稀薄流动的硬球-拟颗粒模拟（HS-PPM）,并分别采用硬球分子动力学模拟（HS）、HS-PPM和直接模拟蒙特卡洛（DSMC）对马赫数为5、努森数为0.8的圆球绕流进行模拟,证明了HS-PPM可以得到更接近HS的模拟结果。对雷诺数100、马赫数5～19的三维圆球绕流,采用HS-PPM模拟得到了填充率0.01～0.08、完全热边界和完全滑移边界条件下的曳力系数,与HS模拟结果的一致性较好;模拟了马赫数24、努森数0.11～4.55的零攻角三维尖锥绕流,结果与文献中DSMC的模拟结果相符。研究验证了HS-PPM处理高超声速稀薄气体流动的可行性。

论文目录

• 1 前言
• 2 模拟方法
•   2.1 基本模型
•   2.2 壁面描述
•   2.3 边界条件
•   2.4 气体-表面作用模型
•   2.5 数据后处理
•   2.6 计算平台配置
• 3 算例验证
•   3.1 DSMC,HS-PPM和HS的圆球绕流模拟的对比
•     3.1.1 模拟设置
•     3.1.2 结果分析
•   3.2 高超声速圆球绕流
•     3.2.1 模拟参数设置
•     3.2.2 结果和分析
•   3.3 高超声速尖锥绕流
•     3.3.1 模拟参数设置
•     3.3.2 结果和分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 赵祺,赵明璨,马琳博,葛蔚

关键词: 硬球拟颗粒模拟,高超声速流动,稀薄气体

来源: 过程工程学报 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,基础科学

专业: 力学

单位: 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室,中国科学院大学化学工程学院,中国科学院大学化学科学学院

基金: 国防基础科研科学挑战专题项目(编号：TZ2016001),国家自然科学基金资助项目(编号：91834303),中国科学院前沿科学重点研究项目(编号：QYZDJ-SSW-JSC029),中国科学院信息化专项课题(编号：XXH13506-301)

分类号: O354

页码: 1093-1100

总页数: 8

文件大小: 1136K

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