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为了开展连续流到稀薄流非定常流动计算研究,在求解Boltzmann模型方程气体运动论统一算法(GKUA)原理与计算规则基础上,通过数值求解考虑转动能影响的Boltzmann-Rykov模型方程分析一维、二维跨流域非定常流动特征,得到一种新的非定常流动问题数值分析技术.
气体运动论统一算法对连续流到稀薄流非定常流场计算研究
【摘 要】
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为了开展连续流到稀薄流非定常流动计算研究,在求解Boltzmann模型方程气体运动论统一算法(GKUA)原理与计算规则基础上,通过数值求解考虑转动能影响的Boltzmann-Rykov模型方程分析一维、二维跨流域非定常流动特征,得到一种新的非定常流动问题数值分析技术.
【机 构】
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中国空气动力研究与发展中心超高速研究所,四川绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心超高速研究
【出 处】
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2013中国力学大会
【发表日期】
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2013年2期
其他文献
引入了守恒型的离散速度坐标法,可以确保碰撞项对碰撞不变量的数值积分为0.M=10高超声速圆柱测试算例表明,采用CDOM之后,二维情形下相空间网格可以从121×121减少为61×61而不降低计算结果的精度,得到收敛结果的时间可以缩减为原来的1/3.
会议
针对存在挤压速度情形的近连续滑移流区微轴承内气体流动,基于气固界面Knudsen层内动量和能量通量的守恒,利用Grad 13矩近似的速度分布函数,详细推导广义Maxwell速度滑移边界模型,给出了其与典型Maxwell速度滑移边界的差别.
会议
建立了二维UBGK格式的计算程序,并选取了NACA0012微翼型的稀薄绕流作为验证算例.同时采用课题组自主开发的三维非结构DSMC程序(RariHV)进行了相同的计算.计算结果的相互对比,验证了UBGK程序的有效性,也为未来UBGK格式的进一步应用提供了基础.
会议
对格子Boltzmann方法的过滤矩模型下边界条件的离散效应展开研究,分析了常见的反弹-镜面反射组合边界条件在该模型中导致的滑移速度,通过泊肃叶流动的数值模拟进行了验证,通过分析可知纯反弹边界下可调节模型参数真正实现无滑移边界.对过滤矩模型下的反弹-镜面反射组合边界格式进行校正,实现了二阶滑移边界条件,并对滑移区微通道流动进行了数值模拟.
会议
通过引入新的自由参数将ES和S模型方程结合起来,给出了一种动理学模型方程的一般形式.ES和S模型方程都可以囊括在这种形式之下.新的模型方程能在连续流区域导出正确NS方程,而且在非平衡流问题中能有更大的自由度.使用统一气体动理学格式来验证新的模型方程.通过激波结构和过渡流的微流动问题测试了不同参数条件下新模型方程的性能.
会议
采用统一气体动理论格式(UGKS),预测了双原子分子气体在不同努森数和不同管长条件下的泊肃叶压力驱动微纳米管道流动,与蒙特卡罗直接模拟方法(DSMC)相比取得了一致的结果.与DSMC相比,UGKS具有网格数量要求小,时间步长大,无统计涨落等优点,有望成为一种研究微纳米流动研究的重要工具.
会议
提出了一种新的基于气体动理论BGK格式的浸入边界方法.此方法结合了气体动理论BGK格式与浸入边界方法两方面的优点,在很好地保持了BGK格式在超音速流动求解优势的同时,还避免了复杂外形物体网格生成的困难,同时具备计算动边界问题的能力.此外浸入边界方法采用简单的笛卡尔网格,避免了由于网格质量造成的额外的格式精度损失.
会议
从DSMC方法所满足的粒子速度分布函数在仿真分子数趋于无穷时所收敛到的方程出发,经过一定的数学推导,从形式上得到了GKUA的出发方程.基于Maxwell分子模型和VSS分子模型,给出了碰撞频率的确定方式,所得到的表达式可以自然地退化到GKUA使用的结果.对Boltzmann方程做Enskog展开,通过一定的假设,得到了GKUA所使用的当地平衡态分布函数表达式.
会议
A gas kinetic scheme is developed for low-speed isothermal flows based on the Boltzmann-BGK equation.With discrete particle velocity space,the kinetic equation is discretized with a second-order finit
会议
提出Boltzmann模型方程(Shakhov模型、ES椭球统计模型)隐式格式求解方法,研究其对时间步长及计算效率的影响,以达到有效减少计算机时、提高计算收敛速度的目的,使统一算法进一步向工程实用化方向发展.通过引入了隐式混合通量NND格式,基于下/上对称逐次超松弛(LU-SSOR)计算原理,对方程显式部分采用SW分裂,对方程隐式部分采用最大特征值分裂,这样既提高了计算效率,又保证了计算的精度和准
会议