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高精度ENO格式在喷管流动模拟中的应用

空气动力学学报 2000年第1期18卷 14-20页

作者：黄振宇徐文灿北京理工大学机电控制工程系北京100081

本文分析了ENO格式的特点 ,并应用于Euler方程和全NS方程的迁移项和压力项 ,模拟了各种喷管流动。首先计算了JPL喷管流动 ,取得了和实验一致的结果 ,分析了喷管内产生弱激波的原因 ;其次计算了非定常二维喷管流动 ,给出了相应的计算结... 详细信息

本文分析了ENO格式的特点 ,并应用于Euler方程和全NS方程的迁移项和压力项 ,模拟了各种喷管流动。首先计算了JPL喷管流动 ,取得了和实验一致的结果 ,分析了喷管内产生弱激波的原因 ;其次计算了非定常二维喷管流动 ,给出了相应的计算结果 ,并分析了壁面附近流场的拓扑结构 ;最后计算了摆动喷管的流动及推力矢量计算 ,取得了推力随摆角变化的规律。

关键词：计算流体力学 ENO格式喷管流动推力矢量

在两相粘性跨音速喷管流动中簿层方程的一种隐式求解方法

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应用数学和力学 1994年第4期15卷 303-312页

作者：何洪庆侯晓蔡体敏吴心平西安西北工业大学

本文略去沿流动方向的粘性，将任意曲线坐标系中无量纲化的Ｎ－Ｓ方程简化为薄层方程．采用隐式近似因子分解法求解气相控制方程，采用特征线法跟踪颗粒，然后获得两相跨音速湍流充分耦合的数值方法。其中，颗粒尺寸是分级的，用参考平... 详细信息

本文略去沿流动方向的粘性，将任意曲线坐标系中无量纲化的Ｎ－Ｓ方程简化为薄层方程．采用隐式近似因子分解法求解气相控制方程，采用特征线法跟踪颗粒，然后获得两相跨音速湍流充分耦合的数值方法。其中，颗粒尺寸是分级的，用参考平面中的拟特征线法处理喷管的粘性亚音速进口边界条件，湍流采用代数模型。该计算方法应用于火箭喷管两相粘流计算，并预估了固体火箭发动机的推力和比冲，计算与试验结果吻合很好。文中还讨论了不同颗粒尺寸、不同颗粒质量百分数和颗粒尺寸分级等对流场的影响，分析了颗粒、二维径向分速和粘性对发动机比冲的影响。本文的方法具有节省机时的优点，尤其是对颗粒尺寸分级的计算，效果更为显著。

关键词：薄层方程喷管流动火箭发动机

Boltzmann-Rykov模型方程气体动理论统一算法与喷管流动

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北京航空航天大学学报 2023年

作者：李凡李志辉陈爱国北京流体动力科学研究中心北京航空航天大学国家计算流体力学实验室中国空气动力研究与发展中心超高速所

为了研究气体分子转动非平衡效应对喷管内流动的影响，在气体动理论统一算法计算框架下，发展了分子速度分布函数层次下考虑转动能影响的喷管流动边界条件数学模型，构造了直接求解分子速度分布函数的气体动理论数值格式，数值求解了考... 详细信息

为了研究气体分子转动非平衡效应对喷管内流动的影响，在气体动理论统一算法计算框架下，发展了分子速度分布函数层次下考虑转动能影响的喷管流动边界条件数学模型，构造了直接求解分子速度分布函数的气体动理论数值格式，数值求解了考虑转动能影响的Boltzmann-Rykov模型方程。通过对一维非定常激波管内流动、一维定常正激波结构以及二维型面喷管内流动问题进行模拟研究，计算结果与理论解、文献值以及实验数据相吻合，验证了统一算法对内流动问题的可行性与计算精度。最后分析了考虑转动能影响的喷管内流动流场，结果表明可使用克努森数作为喷管流动特性和性能的表征。

关键词：气体动理论玻尔兹曼模型方程气体动理论统一算法转动非平衡喷管流动

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高稳定性电弧等离子体超声速喷管流动装置

实验流体力学 2005年第2期19卷 45-48页

作者：岳斌乐嘉陵鲍伟仪西南科技大学理学院四川绵阳621002 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

笔者在已研制的壁稳电弧等离子体发生器基础上,改进了阳极结构、加置Laval喷管,建立了一套可长期连续运行的高稳定性电弧等离子体超声速喷管流动装置,超声速电弧射流的不稳定度为1%(纯氩)和3%(氮氩),电弧射流具有很好的稳定性、再现性... 详细信息

笔者在已研制的壁稳电弧等离子体发生器基础上,改进了阳极结构、加置Laval喷管,建立了一套可长期连续运行的高稳定性电弧等离子体超声速喷管流动装置,超声速电弧射流的不稳定度为1%(纯氩)和3%(氮氩),电弧射流具有很好的稳定性、再现性和对称性。测量表明:超声速电弧射流的电子温度沿流动方向呈现出波浪形周期升降的变化规律。

关键词：喷管流动高稳定性超声速装置电弧等离子体发生器 Laval喷管阳极结构连续运行不稳定度变化规律流动方向电子温度射流对称性再现性波浪形

一个边界差分格式及其在定常轴对称喷管流动计算中的应用

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空气动力学学报 1982年第3期 54-61页

作者：黄兰洁中国科学院计算中心

本文工作进一步研究了作者在[1]中提出的一维迎风格式。此守恒格式在边界上仅需把其落在边界外部部分置零,所得的方程近似于正确的特征关系式和“无反射边界条件”。对定常问题可先用格式计算出边界上的值,然后用给定的边界条件调整,这... 详细信息

本文工作进一步研究了作者在[1]中提出的一维迎风格式。此守恒格式在边界上仅需把其落在边界外部部分置零,所得的方程近似于正确的特征关系式和“无反射边界条件”。对定常问题可先用格式计算出边界上的值,然后用给定的边界条件调整,这尤其对隐式格式是很方便的。§1讨论一维情况。§2将边界格式推广到二维定常问题的计算,这时特征关系对应这样的特征面,其法向量在二维空间的投影垂直于边界。为了把方法试用于定常轴对称喷管流,在§3给出控制体积离散方程和与它有关的矩阵性质,内点采用了全隐中心ADI格式;由于此内点格式的稳定性问题和超音区可能产生的斜激波问题,每层加了平滑。对若干喷管使用了正交和非正交格网,试算结果在§3给出,计算是收敛的并得到的近似定常解是合理的,即使在较粗的网格上也是如此。

关键词：边界偏微分方程定常喷管流动流体流动一维情况轴对称直线反射变换

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二元亚跨声速喷管流动

力学学报 1984年第6期 535-545页

作者：浦群林同骥中国科学院力学研究所

本文求解了收缩比、扩张比和喉部壁面曲率半径均可任意选取的二元拉伐尔喷管的亚跨声速流动。通过算例,对于收缩角和扩张角对喷管流动的影响、喉部附近喷管流动类型的转变以及喷管流动中超声速泡的出现条件和影响因素等进行了讨论。

关键词：喷管喉部扩张角收缩角拉伐尔喷管壁面扩张比曲率半径喷管流动流体流动跨声速流动

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气动激光器非平衡喷管流动计算