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Application of Gridless Method to Simulation of Compressible Multi-Material Flows

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Journal of Harbin Institute of Technology(New Series) 2015年第6期22卷 103-109页

作者： Liang Wang houqian xu Wei Wu Rui xue School of Energy and Power Engineering Nanjing University of Science & Technology

The least-square gridless method was extended to simulate the compressible multi-material flows. The algorithm was accomplished to solve the Arbitrary Lagrange-Euler( ALE) formulation. The local least-square curve fits was adopted to approximate the spatial derivatives of a point on the base of the points in its circular support domain,and the basis function was linear. The HLLC( Harten-Lax-van Leer-Contact) scheme was used to calculate the inviscid flux. On the material interfaces,the gridless points were endued with a dual definition corresponding to different materials. The moving velocity of the interface points was updated by solving the Riemann problem. The interface boundary condition was built by using the Ghost Fluid Method( GFM).Computations were performed for several one and two dimensional typical examples. The numerical results show that the interface and the shock wave are well captured,which proves the effectiveness of gridless method in dealing with multi-material flow problems.

关键词： multi-material flow interface tracking gridless method ALE formulation

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含有大位移动边界的复杂流场的数值模拟

计算物理 2008年第4期25卷 396-400页

作者：王兵许厚谦南京理工大学动力工程学院江苏南京210094

含有运动弹丸的膛口流场是典型的大位移动边界问题,同时弹丸在出膛过程中,流场的结构也会发生变化,增加了流场的复杂程度.在对该流场的数值模拟中,将它分为两个区:弹丸运动区和普通流场区,它们之间用一个特殊的分区边界联系,同时运用网... 详细信息

含有运动弹丸的膛口流场是典型的大位移动边界问题,同时弹丸在出膛过程中,流场的结构也会发生变化,增加了流场的复杂程度.在对该流场的数值模拟中,将它分为两个区:弹丸运动区和普通流场区,它们之间用一个特殊的分区边界联系,同时运用网格局部重构技术处理弹丸运动造成的网格变形问题,并将对称轴定义为网格变形边界,使得弹丸在对称轴上运动过程中不会导致对称轴上的网格体积为负.从计算结果可以看出整个膛口波系结构变化过程和弹丸先加速后减速的过程,从而表明该动网格处理方法是成功的.

关键词：大位移动边界流场分区边界局部重构网格变形边界轴对称ALE方程组膛口流场

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一种新型的阵面推进法及其数据结构的应用

弹道学报 2005年第2期17卷 65-68,73页

作者：许厚谦王兵南京理工大学动力工程学院南京210094

提出了一种不依赖于背景网格的新型阵面推进法,采用结构数组与邻接表相结合的数据结构,大大提高了查找、删除操作效率.应用本方法和有限体积TVD格式对模拟弹流场进行模拟,并与实验照片进行了对照,获得了满意的结果.

关键词：非结构网格阵面推进法结构数组邻接表有限体积法

烟火药燃烧火焰中粒子与气体流场的实验研究（英文）

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红外与激光工程 2016年第5期45卷 181-186页

作者：薛锐许厚谦李燕朱晨光南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094 南京理工大学化工学院江苏南京210094

基于粒子图像速谱仪(PIV)和高速摄影仪(HSC)研究了烟火药火焰的气体流场与正在燃烧粒子流场的两相流特性。首先利用PIV获取了烟火药燃烧的火焰气体流场;同时利用HSC,通过设定合理的曝光时间,实验全程过滤了气体火焰辐射和烟尘的影响,获... 详细信息

基于粒子图像速谱仪(PIV)和高速摄影仪(HSC)研究了烟火药火焰的气体流场与正在燃烧粒子流场的两相流特性。首先利用PIV获取了烟火药燃烧的火焰气体流场;同时利用HSC,通过设定合理的曝光时间,实验全程过滤了气体火焰辐射和烟尘的影响,获取了烟火药燃烧火焰中正在燃烧的粒子,用图像处理方法确定了图像中各粒子的坐标,根据获取的连续图像,计算每个正在燃烧粒子的运动轨迹,得到正在燃烧粒子的速度矢量图,进而比较分析了正在燃烧粒子的流场与火焰气体流场;该研究为分析烟火燃烧机理中正在燃烧粒子的火焰结构提供了一种简便的方法。

关键词：烟火药火焰正在燃烧粒子流场

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一种新的计算非稳态流动的自适应无网格方法

空气动力学学报 2016年第4期34卷 497-502页

作者：王亮许厚谦吴伟薛锐南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

基于带权点填充布点方法,结合指定流场参数梯度的分布,提出了一种新的无网格自适应方法计算非稳态问题。该方法的自适应探测器E由节点的权重和参数梯度组成。使用自适应探测器识别出加密或者粗化的区域,形成加密空腔和粗化空腔,然后重... 详细信息

基于带权点填充布点方法,结合指定流场参数梯度的分布,提出了一种新的无网格自适应方法计算非稳态问题。该方法的自适应探测器E由节点的权重和参数梯度组成。使用自适应探测器识别出加密或者粗化的区域,形成加密空腔和粗化空腔,然后重新填充布点。新节点的权重由自适应探测器E结合该处的梯度大小通过预测-校正迭代算法计算得到。另外,由于参数梯度在激波附近波动范围比较大,所以新节点的权重存在最大值和最小值。首先对预先设置压强梯度的流场区域进行自适应布点,并与传统自适应布点结果进行对比,点云分布图显示所提自适应方法重新生成的点云结构疏密分布更加合理。进一步,将此自适应方法应用于Riemann问题和激波碰撞圆柱问题,计算结果表明该方法可以在节点数目较低的情况下显著提高运动激波的分辨率。在激波碰撞圆柱问题中,比较了使用自适应算法和非自适应算法得到相当的结果所使用时间,前者是后者的20.6%,因此该自适应算法在计算效率方面也具有较大的优势。

关键词：无网格方法自适应方法激波点云

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筒形消焰器的灭焰机理

南京理工大学学报(自然科学版) 1985年第3期 130-144页

作者：许厚谦华东工学院804教研室研究生

本文以12.7mm机枪进行实验的结果为依据从理论上分析了筒形消焰器对火药气体流动的影响,揭示了筒形消焰器的灭焰机理。

关键词：火焰熄灭

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膛口焰的形成及其抑制

南京理工大学学报(自然科学版) 1985年第S1期 14-23页

作者：许厚谦

在12.7mm高射机枪膛口焰实验研究的基础上,从化学动力学和气体动力学角度分析了膛口焰的形成机理。对钾盐消焰剂和机械灭焰装置的灭焰机理作了初步探讨。同时,介绍了两种利用现有仪器进行膛口焰测量的方法。

关键词：内弹道学高射炮气体动力学反应动力学火焰

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高速动能弹温度场数值模拟

计算物理 2010年第6期27卷 861-868页

作者：陈新虹周志超赵润祥许厚谦南京理工大学动力工程学院江苏南京210094

随着兵器发射技术和空气动力学技术的发展,动能弹的发射初速和飞行状态正从超声速向高超声速发展,由此产生了气动热问题.准确预测动能弹温度场是其气动力和热防护设计的关键技术.采用CFD预测温度场的方法,包括平衡流流动控制方程及差分... 详细信息

随着兵器发射技术和空气动力学技术的发展,动能弹的发射初速和飞行状态正从超声速向高超声速发展,由此产生了气动热问题.准确预测动能弹温度场是其气动力和热防护设计的关键技术.采用CFD预测温度场的方法,包括平衡流流动控制方程及差分格式,构造平衡流通量Jacob矩阵,在差分格式矢通量分裂过程中嵌入平衡流真实气体模型模拟温度场,获得平衡流气体状态方程.对典型高速动能弹热环境进行验证,考察方法的合理性.对设计的一种新型高超声速动能弹温度场进行数值模拟,为其气动设计及热防护提供了较可靠的数据.

关键词：超声速高超声速动能弹气动热数值模拟

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气固两相介质中超驱爆轰现象实验研究

弹道学报 2000年第2期12卷 84-87页

作者：耿继辉许厚谦李鸿志南京理工大学动力工程学院南京210094

对石松子粉尘 -氧气两相介质中超驱 (overdriven)爆轰现象进行了实验研究 .在总高为 4.5m两相垂直激波管中 ,低压段分为上、下两部分 ,即纯气体段和含尘段 ,两者之间有一连续的两相分界平面 .当充分发展了的入射激波由气相介质传入两相... 详细信息

对石松子粉尘 -氧气两相介质中超驱 (overdriven)爆轰现象进行了实验研究 .在总高为 4.5m两相垂直激波管中 ,低压段分为上、下两部分 ,即纯气体段和含尘段 ,两者之间有一连续的两相分界平面 .当充分发展了的入射激波由气相介质传入两相混合物后所产生的流场可以模拟活塞驱动爆轰模型 .实验结果表明 ,当入射激波速度为1 91 0 m/s时 ,被驱动爆轰波以 CJ爆速传播 ;当入射激波速度增至 2 0 0 0 m/s时 ,爆轰波为超驱爆轰 (超驱因子 f=1 .1 ) .

关键词：爆轰,两相介质,激波管