DSMC/EPSM混合算法研究

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。

气体化学反应流动的DSMC/EPSM混合算法研究

发展了平衡粒子模拟方法 ( EPSM) ,建立了与高温气体化学反应动力学理论相匹配的 EPSM耦合模型 ,并通过混合参数进行流区的自动识别 ,将 EPSM方法与蒙特卡罗直接模拟方法 ( DSMC)结合 ,构造了可模拟化学反应流动的 DSMC/EPSM混合算法。应用该算法对汲及化学反应的二维高超音速竖板绕流流场进行模拟 ,将结果与 DSMC方法的结果进行比较 ,验证了新算法对求解化学反应流动的可行性。将混合算法的计算效率与DSMC方法的计算效率进行比较 ,发现混合算法能够大大提高计算效率。

高超声速平头圆柱绕流化学反应流场的DSMC/EPSM混合算法研究

本文发展了平衡粒子模拟方法(EPSM),建立了与高温气体化学反应动力学理论相匹配的EPSM耦合模型,并通过混合参数进行流区的自动识别,将EPSM方法与蒙特卡罗直接模拟方法(DSMC)结合,构造了可模拟化学反应流动的DSMC/EPSM混合算法。应用该算法对汲及化学反应的轴对称情况下高超声速平头圆柱绕流流场进行模拟,将结果与DSMC方法的结果进行比较,验证了新算法对求解化学反应流动的可行性。将混合算法的计算效率与DSMC方法的计算效率进行比较,发现混合算法能够大大提高计算效率。

高超音速竖板绕流DSMC/EPSM混合算法研究

将平衡粒子模拟方法(EPSM)与蒙特卡罗直接模拟(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10时高超音速竖板绕流,并与DSMC结果进行比较,证明了DSMC/EPSM混合算法的有效性.

超声速平板绕流DSMC/EPSM混合算法研究

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。

超声速平头圆柱绕流DSMC/EPSM混合算法研究

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。

高速流场气动光学RANS/DSMC混合数值模拟算法研究

提出了适用于高速流场气动光学数值模拟的RANS/DSMC混合算法。通过RANS对全局时均流场进行数值模拟,再对其中局部流场的脉动量采用DSMC进行数值模拟,以Maxwellian速度分布实现RANS宏观量信息向DSMC微观量信息的传递。采用超声速环境下尖劈模型对该混合算法进行校验,对比试验结果论证了算法的正确性。在计算效率上,该算法运行时间为DSMC算法的1/10。研究表明:所提出的RANS/DSMC混合算法适用于高速流场气动光学效应研究,能快速准确地捕获流场的脉动信息,具有工程实用价值。

平头圆柱喷流干扰流场的DSMC/EPSM仿真

应用DSMC/EPSM混合算法,数值模拟过渡区有逆向喷流干扰的轴对称平头圆柱高超声速流场,分析了流场结构、分离形态及物面气动系数分布等特性。结果表明,随Knudsen数或喷流马赫数的不同,喷流干扰流场存在差异,过渡区中的稀薄气体效应得以体现,同时反映了DSMC/EPSM混合算法是研究稀薄/连续混合区域高超声速流动的有效方法。

脉冲等离子体推力器羽流的混合粒子仿真研究

目前微小卫星正在积极的发展中,脉冲等离子体推力器是其推进系统的一个重要发展方向,为了能够将PPT成功地运用于空间,需对其羽流进行研究。将一维MHD双温放电模型用于DSMC(Direct Simulation Monte-Carlo)/PIC(Particle in Cell)流体混合算法模拟PPT羽流的入口条件计算,一体化模拟实验室PPT羽流,对不同电容情况下的羽流场进行模拟,并与实验结果进行了比较。计算结果显示高电容下带来更高的质量流量,更高的中性粒子的含量,同时返流的影响域更广。在推力器入口附近,CEX碰撞与一般碰撞形式共同存在,且频率很高,在羽流外围,CEX碰撞成为碰撞的主要形式。

脉冲等离子体推力器羽流的粒子模拟

目前微小卫星正在积极地发展中,脉冲等离子体推力器是其推进系统的一个重要发展方向,为了能够将PPT成功地运用于空间,需对其羽流进行研究。将DSMC(Direct Simulation Monte-Carlo)/PIC(Particle in Cell)流体混合算法与一维MHD放电模型相结合,一体化模拟NASA Glenn PPT羽流,对不同出口偏转角的羽流场进行模拟,并与实验结果进行了比较。计算结果显示引入出口速度的偏转角提高了模型的羽流扩散能力,羽流的扩散角是影响羽流的一个主要因素。

脉冲等离子体推力器羽流预测计算研究

为了能够将脉冲等离子体推力器成功地运用于空间,需对其羽流进行研究。将一维MHD双温放电模型的计算结果作为入口条件,运用DSMC(Direct Simulation Monte-Carlo)/PIC(Particle in Cell)流体混合算法一体化模拟实验室PPT羽流。验证计算显示该模型具有一体化模拟脉冲等离子体推力器羽流的能力。对不同初始放电能量下的羽流场进行模拟,给出了离子、中性粒子、电子温度、轴线上质量流率和出口平面返流质量流率的变化情况。计算结果显示高放电能量下返流量更大,同时中性粒子在返流中所占比例也越大。

脉冲等离子体推力器羽流回流影响分析

将三维MHD双温入口模型的计算结果作为入口条件,运用DSMC(Direct Simulation Monte-Carlo)/PIC(Particle in Cell)流体混合算法,模拟实验室PPT样机羽流。验证计算显示,该模型具有模拟脉冲等离子体推力器羽流的能力。对不同初始电压和电容下的羽流场进行了模拟,给出了出口平面返流质量流率的变化情况和20μs羽流中离子和CEX离子的分布情况。计算结果显示,高能量状态对应高质量流率,高质量流率对应高动量,高动量离子和中性粒子对航天器撞击会造成更强影响。

脉冲等离子体推力器羽流的一体化粒子模拟

将DSMC(Direct Simulation Monte-Carlo)/PIC(Particle in Cell)流体混合算法与一维MHD双温放电模型相结合,一体化模拟NASA Glenn PPT羽流。对不同出口偏转角的羽流场进行模拟,给出了不同偏转角度下离子、电势、温度的变化情况,并与实验结果进行了比较。结果显示,该模型具有一体化(从工作过程到羽流)预测脉冲等离子体推力器羽流的能力。人工偏转角的加入,增强了羽流的扩散,使得羽流径向扩散、轴向收缩、回流减弱,同时对放电模型带来的不足有一定改善作用。