本文關(guān)鍵詞：自由活塞壓縮管ALE方法數(shù)值模擬

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【摘要】：當(dāng)前國際上實(shí)現(xiàn)高焓氣體流動的實(shí)驗手段之一是自由活塞驅(qū)動類脈沖設(shè)備,包括自由活塞激波風(fēng)洞和自由活塞膨脹管.采用自由活塞壓縮管作為激波風(fēng)洞和膨脹管的驅(qū)動段時,其驅(qū)動能力在很大程度上決定了該類設(shè)備的性能.本文采用計算流體力學(xué)中任意拉格朗日-歐拉方法 (arbitrary Lagrangian Eulerian)數(shù)值模擬了壓縮管內(nèi)部的自由活塞運(yùn)動和氣體流動特征.采用移動網(wǎng)格技術(shù)來適應(yīng)活塞運(yùn)動邊界,耦合求解網(wǎng)格運(yùn)動和氣體流動過程,并通過雙時間步長方法進(jìn)行流體運(yùn)動的時間積分.為了滿足幾何守恒律(geometric conservation law),對移動網(wǎng)格的法向矢量和表面面積計算進(jìn)行了修正.不同時刻的活塞位置試驗測量結(jié)果及歐拉方法預(yù)測結(jié)果,以及基于簡單波理論獲得的運(yùn)動活塞底部氣體壓力、活塞速度與活塞位置都與當(dāng)前的ALE方法十分一致.該工作為下一步數(shù)值模擬自由活塞激波風(fēng)洞和自由活塞膨脹管中包括壓縮管、激波管和噴管等不同部位的耦合流動提供了基礎(chǔ).
【作者單位】： 中國空氣動力研究與發(fā)展中心超高速所;
【關(guān)鍵詞】： 計算流體力學(xué) 自由活塞壓縮管 ALE方法 移動網(wǎng)格 雙時間步長
【基金】：“973”計劃資助項目(2014CB744100)
【分類號】：V211.7
【正文快照】： 引言研究高溫真實(shí)氣體效應(yīng)時,需要在地面實(shí)驗設(shè)備中能夠?qū)崿F(xiàn)高焓氣體流動.當(dāng)前國際上實(shí)現(xiàn)高焓氣體流動的實(shí)驗手段之一是自由活塞驅(qū)動類脈沖設(shè)備,包括自由活塞激波風(fēng)洞和自由活塞膨脹管.前者包括HEG[1-2]、T5[3-4]和HIEST[5-6]等,后者包括X2[7]、X3[8-9]和JX-1[10-11]等.自由活

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本文編號：1086690