燃气自由射流的正格式数值模拟

采用二阶正格式方法对复杂燃气自由射流进行了数值模拟。将二维守恒方程的正格式方法发展到轴对称Euler方程组的求解,并对不同欠膨胀压力比下的燃气射流进行了数值计算。计算结果表明,该方法能够较好捕捉到波胞、滑移线、射流边界以及三波点等复杂射流流场波系结构,与实验照片反映的流动特征及高精度、高分辨率的三阶间断有限元方法的计算结果吻合较好,马赫盘位置与理论预估值和实验测量结果误差较小。证明该方法对激波具有较强的捕捉能力,为此类流动的数值研究提供了一种新手段。

弹尾超声速轴对称喷流的正格式数值模拟(英文)

采用二阶正格式方法对超声速轴对称喷流流动进行数值模拟。将二维守恒方程的正格式方法发展到轴对称Euler方程组的求解,并对导弹尾部超声速伴随射流进行了数值计算。数值结果与实验照片所反映的流动特征吻合较好,与三阶精度间断有限元方法计算结果吻合,相比于二阶高分辨率TVD格式的计算结果,正格式方法的计算结果在间断点处具有较大的梯度变化。这表明该方法对激波具有较强的捕捉能力,在间断处不会出现数值振荡,对弹尾声音速伴随射流的数值模拟真实、有效。

阶梯型发射管内燃气流场的正格式数值模拟

为研究阶梯型发射管内燃气流场特性,将2维守恒方程的正格式方法发展到轴对称Euler方程组的求解,并对阶梯型发射管内燃气流场进行了数值计算,给出了发射管内流场的流动图形及发射管中心线和管壁的压力分布,分析了管内复杂波系结构的变化趋势.验证算例结果与实验照片反映的流动特征及已有数值格式的计算结果吻合较好,表明推广是有效的.该方法能够较好地捕捉到包括射流边界、相交激波、马赫盘、三波点和二次流等阶梯型发射管内流场波系结构,计算结果在发射管轴线反射点附近的分辨率较高;数值解具有较大的梯度变化,表明该方法对激波具有较强的捕捉能力.

非定常欠膨胀射流的正格式数值模拟

采用二阶正格式方法对非定常欠膨胀射流进行了数值模拟。将二维守恒方程的正格式方法推广到轴对称Euler方程组的求解,并对不同马赫数下的燃气射流进行了数值计算。计算结果表明,该方法能够较好地捕捉到包含膨胀波、入射激波、反射激波、马赫盘、射流边界以及三波点等复杂射流流场的波系结构,与实验照片反映的流动特征以及已有的数值结果相吻合。表明该方法对间断解具有较强的捕捉能力,在激波阵面上不会出现数值振荡。

求解奇异摄动转向点问题的一个二阶一致收敛格式

本文对奇异摄动转向点问题构造了一个关于ε一致收敛的二阶正型格式,并给出了数值例子.

导弹尾部燃气冲击射流的流场特性仿真研究

燃气冲击流场波系结构复杂,是航空航天和武器系统设计阶段需解决的重要流体力学问题,发展分辨率高、具有强激波捕捉能力的数值方法是研究其流场特性的主要难点。为研究弹尾欠膨胀燃气冲击流场特性,采用正格式方法对轴对称可压缩Euler方程组进行数值离散,并对弹尾欠膨胀非稳态燃气冲击射流进行了数值计算。计算结果表明,正格式方法能够较好地捕捉到燃气冲击射流在流场演化过程中所形成的曲面激波、马赫反射和三波点等复杂波系结构,数值结果与实验照片反映的主要流动特征的吻合程度是令人满意的,在间断处不会出现数值振荡。这表明所用该方法对间断解具有较强的捕捉能力,为此类流动的数值研究提供了一种新的方法。

复合材料定向管热弹动力响应特性研究

为研究复合材料定向管热弹性问题,采用求解轴对称流动Euler方程组的正格式方法对管内火箭燃气射流场进行数值模拟,得到了管内流场热力载荷。运用非线性有限元方法,建立了复合材料定向管非线性热弹性有限元模型,将定向管模态计算结果与模态试验结果作比较,验证了有限元模型的有效性,计算了复合材料定向管分别在火箭燃气动压载荷、非定常温度场和耦合状态下的动力学响应。结果表明:由非定常温度场热冲击引起的定向管内壁面热应力响应呈现脉冲形状,轴向应力对复合材料定向管定位部间管段的应力响应影响较径向应力和周向应力明显,热冲击引起的热应力在复合材料定向管的热弹性应力响应中占主导作用。