检索结果-南通市图书馆

Investigation of hypersonic flows through a cavity with sweepback angle in near space using the DSMC method

Chinese Physics B 2021年第7期30卷 311-323页

作者：郭广明陈浩朱林边义祥 College of Mechanical Engineering Yangzhou UniversityYangzhou 225127China

Near space has been paid more and more attentionin recent years due to its military application value.However,flow characteristics of some fundamental configurations(e.g.,the cavity)in near space have rarely been investigated due to rarefied gas effects,which make the numerical simulation methods based on continuous flow hypothesis lose validity.In this work,the direct simulation Monte Carlo(DSMC),one of the most successful particle simulation methods in treating rarefied gas dynamics,is employed to explore flow characteristics of a hypersonic cavity with sweepback angle in near space by considering a variety of cases,such as the cavity at a wide range of altitudes 20-60 km,the cavity at freestream Mach numbers of 6-20,and the cavity with a sweepback angle of 30°-90°.By analyzing the simulation results,flow characteristics are obtained and meanwhile some interesting phenomena are also found.The primary recirculation region,which occupies the most area of the cavity,causes pressure and temperature stratification due to rotational motion of fluid inside it,whereas the pressure and temperature in the secondary recirculation region,which is a small vortex and locates at the lower left corner of the cavity,change slightly due to low-speed movement of fluid inside it.With the increase of altitude,both the primary and secondary recirculation regions contract greatly and it causes them to separate.A notable finding is that rotation direction of the secondary recirculation region would be reversed at a higher altitude.The overall effect of increasing the Mach number is that the velocity,pressure,and temperature within the cavity increase uniformly.The maximum pressure nearby the trailing edge of the cavity decreases rapidly as the sweepback angle increases,whereas the influence of sweepback angle on velocity distribution and maximum temperature within the cavity is slight.

关键词： flow characteristics cavity with sweepback angle hypersonic flow near space DSMC

来源：

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于DSMC方法的再入飞行器微烧蚀研究

引用

力学学报 2023年第9期55卷 1847-1857页

作者：甘驰陈松张俊北京航空航天大学中法工程师学院/国际通用工程学院北京100191 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

高超声速再入飞行器面临着严峻的气动热环境,准确预测微烧蚀过程对热防护系统的设计至关重要.由于烧蚀会改变气动外形,进而影响周围的气动热环境以及烧蚀过程本身,因此需要将烧蚀过程与流场变化进行耦合计算.文章采用基于直接模拟蒙特卡... 详细信息

高超声速再入飞行器面临着严峻的气动热环境,准确预测微烧蚀过程对热防护系统的设计至关重要.由于烧蚀会改变气动外形,进而影响周围的气动热环境以及烧蚀过程本身,因此需要将烧蚀过程与流场变化进行耦合计算.文章采用基于直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法的开源程序SPARTA,对高超声速条件下的再入飞行器表面微烧蚀问题展开研究.为构建并测试通用的耦合算法,通过典型的一维烧蚀模型改进了SPARTA的动能烧蚀模型并采用烧蚀表面热平衡模型计算烧蚀速率,结合Marching Square算法的特点修改了网格节点的计算方法.针对柱体、球锥以及带有微小粗糙元的斜楔体等典型外形,文中计算了二维条件下不同气动外形的烧蚀过程并进行了详细分析.其中球锥截面烧蚀预测结果中沿驻点线的烧蚀面呈现出较快的衰退速率,并且与文献中驻点附近的结果吻合情况较好.斜楔体的烧蚀结果表明,微小粗糙元的附近存在着非常稀薄的流场区域,并且其与头部驻点区域会率先发生烧蚀,反映了再入飞行器表面的微烧蚀特征.烧蚀结果对高超声速下微烧蚀机理的研究以及热防护系统的设计具有参考意义.

关键词：烧蚀 DSMC 方法 SPARTA 高超声速再入化学非平衡流动

来源：

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

吸气式电推进系统进气道气体流动数值分析

引用

中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第3期54卷 146-157页

作者：靳旭红程晓丽沈清艾邦成中国航天空气动力技术研究院北京100074 清华大学航天航空学院北京100084 中国航天科技集团有限公司航天飞行器热防护实验室北京100074

针对上层大气层吸气式电推进系统进气道的宽范围设计难题,采用直接模拟Monte Carlo(Direct Simulation Monte Carlo,DSMC)方法对进气道内部流动问题进行了系统的数值模拟,探索气体压力和质量通量的分布特征,考虑飞行高度的影响规律和作... 详细信息

针对上层大气层吸气式电推进系统进气道的宽范围设计难题,采用直接模拟Monte Carlo(Direct Simulation Monte Carlo,DSMC)方法对进气道内部流动问题进行了系统的数值模拟,探索气体压力和质量通量的分布特征,考虑飞行高度的影响规律和作用机理,评估自由分子流假设的有效性.结果表明,随着飞行高度的升高,进气道内部的无量纲压力逐渐降低,表明进气道的压缩性能减弱.因此,当吸气式电推进系统运行在上层大气层的较高区域时,应特别留意进气道的压缩性能.此外,随着飞行高度的升高,气体分子之间碰撞的减弱导致无量纲质量通量在压缩段中心区域减小,在电离加速段中部增大.对于120 km左右的高度,进气道流动中气体分子之间的碰撞仍然具有举足轻重的作用,自由分子流假设给出的气体压力和质量通量与标准DSMC结果存在明显的差异.对于180 km及以上的高度,进气道流动可以认为是自由分子流,即气体分子之间的碰撞可以忽略,自由分子流假设给出的气体压力和质量通量与标准DSMC结果一致,此时采用自由分子流假设是合理的.

关键词：上层大气层吸气式电推进进气道自由分子流 DSMC

来源：

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

立方星阻力帆气动特性的DSMC模拟

引用

空间碎片研究 2023年第3期23卷 46-53页

作者：李锦江定武黎昊旻万钊王新光毛枚良陈坚强中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所绵阳621000

立方星的大量发射将加剧近地轨道的空间碎片问题。阻力帆技术利用气动阻力,可使得卫星被动离轨并进入大气层烧毁。离轨周期的计算需要对稀薄气动特性做出精确预测。本文采用NNW-DSMC软件,对立方星阻力帆离轨装置在不同高度下的稀薄绕流... 详细信息

立方星的大量发射将加剧近地轨道的空间碎片问题。阻力帆技术利用气动阻力,可使得卫星被动离轨并进入大气层烧毁。离轨周期的计算需要对稀薄气动特性做出精确预测。本文采用NNW-DSMC软件,对立方星阻力帆离轨装置在不同高度下的稀薄绕流流场进行数值模拟,分析了气动特性的变化规律。结果表明,NNW-DSMC的计算结果与文献结果吻合良好(阻力系数与参考结果的相对误差小于1%,最大热流的相对误差在6%以内),进一步验证了其计算精度和可靠性。将碰撞松弛数设置为温度的函数后,转动和振动温度降低,平动温度升高,流场总温度也增加了约10%。为增加模拟的保真度,应将松弛碰撞数设置为温度的函数。本文结果可为后续的立方星离轨动力学分析提供支撑。

关键词： DSMC 立方星阻力帆离轨稀薄气动特性

来源：

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

超声速侧向喷流干扰流场的稀薄效应研究

引用

空气动力学学报 2024年

作者：卢天琪孔小平刘艳陈浩扬州大学机械工程学院航空工业沈阳飞机设计研究所中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所

反作用控制系统（RCS）具有快速响应、灵活控制的特点，在临近空间飞行任务中可实现飞行器的精准姿轨，然而连续流区建立的侧向喷流干扰机理在稀薄流域逐渐弱化甚至失效。为了解决这一问题，针对平板和楔形块两种构型，采用直接模拟蒙... 详细信息

反作用控制系统（RCS）具有快速响应、灵活控制的特点，在临近空间飞行任务中可实现飞行器的精准姿轨，然而连续流区建立的侧向喷流干扰机理在稀薄流域逐渐弱化甚至失效。为了解决这一问题，针对平板和楔形块两种构型，采用直接模拟蒙特卡洛方法（DSMC）开展了超声速侧向喷流/高超声速来流相互干扰流场的稀薄效应研究。结果表明，平板和楔形块喷流干扰流场均出现经典干扰结构，如多涡、多激波等；特别地，楔形块构型中出现类似马赫杆的特殊弓形激波结构，其由大入射角前缘激波与喷流弓形激波相互干扰而形成。随着流动逐渐变稀薄，喷口前涡结构逐渐减小至消失，激波增厚且干扰减弱，前述特殊弓形激波结构逐渐消失。基于壁面压力、切应力和热流系数分别定义了三种无量纲干扰强度和干扰区长度，且均随努森数呈近似幂律关系递减。其中，超声速喷流干扰作用对平板与楔形块壁面热流的增长最显著，受到的稀薄效应抑制作用也最强；干扰区长度则与气动特性参数无关，亦与本文的两种几何构型无关。

关键词：超声速喷流 DSMC 稀薄效应侧喷干扰气动特性

来源：

同方期刊数据库评论

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于非线性耦合本构化学反应模型的高空逆向喷流数值模拟研究

引用

航空动力学报 2023年

作者：黄依峰江中正曾舒华陈伟芳浙江大学航空航天学院

逆向喷流作为一种主动流动控制技术，对高速飞行器高空减阻降热具有重要的意义，因此有必要精细化模拟其多尺度的流动结构并准确获取流场信息。考虑到NS (Navier-Stokes-Fourier)方程由于连续性假设失效在高空逆向喷流多尺度流动预示中... 详细信息

逆向喷流作为一种主动流动控制技术，对高速飞行器高空减阻降热具有重要的意义，因此有必要精细化模拟其多尺度的流动结构并准确获取流场信息。考虑到NS (Navier-Stokes-Fourier)方程由于连续性假设失效在高空逆向喷流多尺度流动预示中存在的局限性，同时为了准确捕捉逆向喷流与高速来流相互作用后的高温化学反应流场特征以及物面系数变化，本文运用非线性耦合本构关系(Nonlinear Coupled Constitutive Relations， NCCR)理论结合高温化学反应模型对不同稀薄来流高度下的逆向喷流问题进行数值计算，并与NS方程和蒙特卡洛直接模拟(Direct Simulation of Monte Carlo， DSMC)方法的结果进行对比。仿真的流场结果表明，逆向喷流能够通过形成马赫盘将头部的脱体激波推离物面，并且在其与喷口附近的环形回流低压区的共同作用下达到较为显著的减阻降热效果。此外，通过部分算例与DSMC结果的对比可以看到，在考虑化学反应的滑移/过渡流域逆向喷流计算中NCCR模型预测结果较NS方程的高温结果更为准确，检验了NCCR高温化学反应模型在高空复杂流动情况下的准确性和适用性。

关键词：逆向喷流 TCE化学反应模型 NCCR本构高超声速流动 DSMC

来源：

同方期刊数据库评论

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

稀薄滑移流区超高速非矩形防热瓦缝隙流动结构和热环境的数值模拟

引用

航空动力学报 2023年

作者：靳旭红姚雨竹程晓丽周靖云中国航天空气动力技术研究院第一研究所中国航天科技集团有限公司航天飞行器气动热防护实验室清华大学航天航空学院

为了量化高超声速飞行器表面防热瓦缝隙的局部压力和热载荷，采用直接模拟Monte Carlo (direct simulation Monte Carlo， DSMC) 方法模拟了稀薄滑移流区的防热瓦缝隙流动，考虑3类缝隙外形，即标准矩形缝隙、前部较浅缝隙和后部较浅缝... 详细信息

为了量化高超声速飞行器表面防热瓦缝隙的局部压力和热载荷，采用直接模拟Monte Carlo (direct simulation Monte Carlo， DSMC) 方法模拟了稀薄滑移流区的防热瓦缝隙流动，考虑3类缝隙外形，即标准矩形缝隙、前部较浅缝隙和后部较浅缝隙，获得缝隙底部形状变化对缝隙内部流动特征、缝隙表面压力和热环境的影响规律。结果表明：缝隙底部形状的变化几乎不影响缝隙顶部及其附近的流场，包括流线样式、涡核位置、分离/再附处的密度分布，从而对缝隙下游侧面顶部表面压力和热流的影响也可以忽略。然而，相对于标准矩形缝隙，缝隙前部或后部变浅都会导致其底面热流变大，尤其是缝隙后部变浅甚至会使得底面的峰值热流增大近100倍。防热瓦缝隙底面一般直接就是飞行器表面，在航天器防热设计中，应特别注意这类缝隙后部较浅情况下的底面压力和热载荷

关键词：稀薄流滑移流高超声速凹腔 DSMC

来源：

同方期刊数据库评论

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

高压捕获翼构型的跨流域气动特性

引用

空气动力学学报 2021年第3期39卷 11-20,I0001页

作者：田鹏李广利崔凯李志辉张俊北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 中国科学院力学研究所高温气动国家重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所绵阳621000

高压捕获翼(HCW)构型是一种满足高速飞行器高容积、高升力、高升阻比的设计需求的新型气动布局。最近研究表明,HCW构型能够提高飞行器在连续流区的升力和升阻比,缓解飞行器设计中高容积率与高升阻比间的矛盾。为探究该气动布局在过渡流... 详细信息

高压捕获翼(HCW)构型是一种满足高速飞行器高容积、高升力、高升阻比的设计需求的新型气动布局。最近研究表明,HCW构型能够提高飞行器在连续流区的升力和升阻比,缓解飞行器设计中高容积率与高升阻比间的矛盾。为探究该气动布局在过渡流域(70~100 km)的气动特性,以一种楔—平板组合的高压捕获翼原理性构型作为模型,采用直接模拟Monte Carlo (DSMC)方法,详细分析了该模型在典型高超声速条件(马赫数20)下的流场结构和壁面气动力/热分布。结果表明,随着飞行高度增加,稀薄效应增强,机体压缩产生的激波厚度增加,激波边缘逐渐模糊,机体与捕获翼之间的开放通道内出现压力干扰。同时,高压捕获翼表面的摩擦系数迅速上升,气动摩擦成为制约捕获翼构型升阻比的重要因素。针对这一问题,分析了捕获翼材料表面的适应系数对飞行器的气动力/热的影响,结果表明,降低适应系数可以显著减小壁面摩擦和热流量,可通过选用适应系数较小的表面材料进一步提高该类飞行器气动性能。

关键词：高压捕获翼跨流域稀薄气体效应 DSMC 气动性能

来源：

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

高超声速化学非平衡流动Navier-Stokes/DSMC耦合算法

引用

航空学报 2018年第10期39卷 95-106页

作者：李中华党雷宁李志辉中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所绵阳621000 国家计算流体力学实验室北京100083

基于相同的化学反应模型,在已有计算流体力学(CFD)和直接仿真蒙特卡罗(DSMC)方法及程序的基础上,采用Modular Particle-Continuum(MPC)耦合技术,建立了包含化学非平衡Navier-Stokes/DSMC耦合算法。算法结构中DSMC计算区域在CFD计算结果... 详细信息

基于相同的化学反应模型,在已有计算流体力学(CFD)和直接仿真蒙特卡罗(DSMC)方法及程序的基础上,采用Modular Particle-Continuum(MPC)耦合技术,建立了包含化学非平衡Navier-Stokes/DSMC耦合算法。算法结构中DSMC计算区域在CFD计算结果上根据当地克努森数自动选取。发展了适用于流场分区信息交换的亚松弛技术,抑制DSMC方法对CFD计算的影响。把DSMC方法和CFD的应用范围拓展到过渡流区,为复杂飞行器近连续过渡流区高超声速化学非平衡流动数值模拟研究提供了一种工程适用的预测分析手段。通过对二维圆柱高超声速化学非平衡绕流的算例与其他结果的比较研究,表明耦合算法不论在流场结构、流场非平衡现象,还是飞行器表面参数、整体气动力/热特性方面,都能够得到与全DSMC计算吻合的结果,证实了所建立的Navier-Stokes/DSMC耦合计算模型与方法的有效性和可靠性。仿真了某航天器解体碎片在过渡区的化学非平衡流动,得到碎片在过渡区的气动力/热特性,为碎片的陨落计算提供依据。

关键词：过渡流 CFD DSMC 信息交换耦合算法化学非平衡

来源：

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

一种DSMC方法的并行策略

引用

航空学报 2014年第4期35卷 968-974页

作者：黄飞苗文博程晓丽沈清中国航天空气动力技术研究院北京100074

为提高直接模拟蒙特卡罗(DSMC)仿真模拟的并行计算效率,基于消息传递接口(MPI)的并行环境,通过对比分析主从模式及对等模式两种程序设计模式下的并行效率,探讨了对等模式下非结构网格DSMC并行程序实现的关键技术及实施途径。提出了一种... 详细信息

为提高直接模拟蒙特卡罗(DSMC)仿真模拟的并行计算效率,基于消息传递接口(MPI)的并行环境,通过对比分析主从模式及对等模式两种程序设计模式下的并行效率,探讨了对等模式下非结构网格DSMC并行程序实现的关键技术及实施途径。提出了一种非结构网格下动态负载平衡DSMC仿真模拟的并行策略,设计了基于对等模式动态负载平衡的DSMC并行算法。最后以钝锥外形的高超声速绕流问题进行仿真模拟,验证本文并行算法的有效性,结果表明,本文设计的基于对等模式动态负载平衡的DSMC并行算法能够以高效的并行效率给出合理的结果。

关键词：对等模式非结构网格动态负载平衡并行效率 DSMC

来源：

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

欢迎您,

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

欢迎您,

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：