可壓縮氣固兩相流的間斷有限元方法
發(fā)布時(shí)間:2021-05-23 20:04
多相流動(dòng)現(xiàn)象廣泛存在于自然界和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中;ぁ⒛茉磩(dòng)力、冶金以及武器物理等許多工業(yè)領(lǐng)域都涉及多相流動(dòng)問題。多相流的表現(xiàn)形式多種多樣,比單相流復(fù)雜,但它們在本質(zhì)上都遵循著質(zhì)量、動(dòng)量和能量傳遞的基本規(guī)律,正是這些共性的存在,使得對它們運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究成為可能。形成了一個(gè)流體力學(xué)的新分支——多相流體(動(dòng))力學(xué)。雖然多(兩)相流學(xué)科在最近幾十年開始迅猛發(fā)展起米,積累了許多經(jīng)驗(yàn),提出了很多理論,能解決很多生產(chǎn)生活問題,是當(dāng)今流體力學(xué)研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)前沿問題之一。但由于多相流動(dòng)的復(fù)雜性,許多多相流動(dòng)現(xiàn)象、機(jī)理和過程目前還不甚敁清楚。兩相流的各種模型紛繁復(fù)雜形式多樣,其數(shù)學(xué)性質(zhì)不盡相同,數(shù)值方法也各有千秋,還在沿著各自的方向前進(jìn)。與一般工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域不同,在航空航天和武器等高科技領(lǐng)域,氣固兩相流動(dòng)往往伴隨著壓強(qiáng)和密度的急劇變化,特別是存在激波等可壓縮現(xiàn)象,顆粒相的存在對氣體的壓縮效應(yīng)存在巨大的影響。間斷有限元方法是一種高效靈活的求解偏微分方程的重要工具,已在自然科學(xué)與工程技術(shù)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。本文就將DG方法進(jìn)一步推廣到求解可壓縮氣固兩相流動(dòng)控制方程組。本文首先從氣固兩相流相關(guān)的基本概念開始...
【文章來源】:中國工程物理研究院北京市
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 兩(多)相流的概念
1.2 兩相流研究的發(fā)展
1.3 兩相流數(shù)值模擬
1.4 本文的研究內(nèi)容
第二章 氣固兩相流模型研究
2.1 兩相流基本概念
2.1.1 主要參數(shù)
2.1.2 混合物熱力學(xué)參數(shù)
2.2 顆粒受力分析
2.2.1 顆粒尺寸
2.2.2 受力分析
2.2.3 傳熱分析
2.3 氣固兩相流分類及其模型
2.3.1 氣固兩相流模型分類
2.3.2 氣固兩相流基本方程
2.4 本章小結(jié)
第三章 可壓縮稀疏氣固兩相流動(dòng)數(shù)值模擬
3.1 一維稀疏氣固兩相流
3.1.1 控制方程及其性質(zhì)
3.1.2 DG方法離散
3.1.3 含塵氣體激波管
3.1.4 小結(jié)
3.2 氣粒兩相流內(nèi)爆壓縮
3.3 噴管內(nèi)氣固兩相流動(dòng)
3.3.1 物理模型與控制方程組
3.3.2 DG方法
3.3.3 結(jié)果分析
3.3.4 小結(jié)
3.4 本章小結(jié)
第四章 可壓縮稠密氣固兩相流數(shù)值模擬
4.1 顆粒動(dòng)理學(xué)理論
4.2 控制方程組簡化
4.3 數(shù)值方法
4.4 模型分析
4.4.1 一維含塵氣體激波管
4.4.2 內(nèi)爆壓縮
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 本文工作創(chuàng)新點(diǎn)
5.3 后續(xù)工作
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二維拉格朗日坐標(biāo)系下氣;旌想p向耦合對激波流場影響的計(jì)算[J]. 陳大偉,孫海權(quán),王裴,蔚喜軍,馬東軍. 物理學(xué)報(bào). 2016(08)
[2]燃料拋撒成霧及其燃燒爆炸的光滑離散顆粒流體動(dòng)力學(xué)方法數(shù)值模擬研究[J]. 陳福振,強(qiáng)洪夫,苗剛,高巍然. 物理學(xué)報(bào). 2015(11)
[3]風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)問題的SPH-FVM耦合方法數(shù)值模擬研究[J]. 陳福振,強(qiáng)洪夫,高巍然. 物理學(xué)報(bào). 2014(13)
[4]微噴顆粒與氣體混合過程的數(shù)值模擬研究[J]. 王裴,孫海權(quán),邵建立,秦承森,李欣竹. 物理學(xué)報(bào). 2012(23)
[5]火箭發(fā)動(dòng)機(jī)氣體-顆粒兩相流雙流體模型研究[J]. 李東霞,徐旭,蔡國飆,張振鵬. 固體火箭技術(shù). 2005(04)
[6]流體力學(xué)方程的間斷有限元方法[J]. 蔚喜軍,周鐵. 計(jì)算物理. 2005(02)
[7]高壓段含有顆粒的含灰氣體激波管流動(dòng)數(shù)值模擬[J]. 李洪州,劉大有. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 1995(03)
[8]含塵氣體中的非定常激波[J]. 耿繼輝,湯明鈞. 爆炸與沖擊. 1994(04)
[9]顆粒流體兩相流能量最小多尺度作用(EMMS)模型簡介[J]. 李靜海,郭慕孫. 化學(xué)工程. 1992(02)
[10]固體火箭噴管兩相粘性跨音速流場計(jì)算[J]. 侯曉,何洪慶,蔡體敏,吳心平. 推進(jìn)技術(shù). 1991(02)
博士論文
[1]稠密氣固兩相流雙流體大渦數(shù)值模擬研究[D]. 尹麗潔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[2]高濃度氣固兩相流的數(shù)值模擬研究[D]. 馬銀亮.浙江大學(xué) 2001
碩士論文
[1]摻氣水流雙流體模型數(shù)值模擬研究[D]. 張宏偉.西安理工大學(xué) 2002
本文編號(hào):3202899
【文章來源】:中國工程物理研究院北京市
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 兩(多)相流的概念
1.2 兩相流研究的發(fā)展
1.3 兩相流數(shù)值模擬
1.4 本文的研究內(nèi)容
第二章 氣固兩相流模型研究
2.1 兩相流基本概念
2.1.1 主要參數(shù)
2.1.2 混合物熱力學(xué)參數(shù)
2.2 顆粒受力分析
2.2.1 顆粒尺寸
2.2.2 受力分析
2.2.3 傳熱分析
2.3 氣固兩相流分類及其模型
2.3.1 氣固兩相流模型分類
2.3.2 氣固兩相流基本方程
2.4 本章小結(jié)
第三章 可壓縮稀疏氣固兩相流動(dòng)數(shù)值模擬
3.1 一維稀疏氣固兩相流
3.1.1 控制方程及其性質(zhì)
3.1.2 DG方法離散
3.1.3 含塵氣體激波管
3.1.4 小結(jié)
3.2 氣粒兩相流內(nèi)爆壓縮
3.3 噴管內(nèi)氣固兩相流動(dòng)
3.3.1 物理模型與控制方程組
3.3.2 DG方法
3.3.3 結(jié)果分析
3.3.4 小結(jié)
3.4 本章小結(jié)
第四章 可壓縮稠密氣固兩相流數(shù)值模擬
4.1 顆粒動(dòng)理學(xué)理論
4.2 控制方程組簡化
4.3 數(shù)值方法
4.4 模型分析
4.4.1 一維含塵氣體激波管
4.4.2 內(nèi)爆壓縮
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 本文工作創(chuàng)新點(diǎn)
5.3 后續(xù)工作
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二維拉格朗日坐標(biāo)系下氣;旌想p向耦合對激波流場影響的計(jì)算[J]. 陳大偉,孫海權(quán),王裴,蔚喜軍,馬東軍. 物理學(xué)報(bào). 2016(08)
[2]燃料拋撒成霧及其燃燒爆炸的光滑離散顆粒流體動(dòng)力學(xué)方法數(shù)值模擬研究[J]. 陳福振,強(qiáng)洪夫,苗剛,高巍然. 物理學(xué)報(bào). 2015(11)
[3]風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)問題的SPH-FVM耦合方法數(shù)值模擬研究[J]. 陳福振,強(qiáng)洪夫,高巍然. 物理學(xué)報(bào). 2014(13)
[4]微噴顆粒與氣體混合過程的數(shù)值模擬研究[J]. 王裴,孫海權(quán),邵建立,秦承森,李欣竹. 物理學(xué)報(bào). 2012(23)
[5]火箭發(fā)動(dòng)機(jī)氣體-顆粒兩相流雙流體模型研究[J]. 李東霞,徐旭,蔡國飆,張振鵬. 固體火箭技術(shù). 2005(04)
[6]流體力學(xué)方程的間斷有限元方法[J]. 蔚喜軍,周鐵. 計(jì)算物理. 2005(02)
[7]高壓段含有顆粒的含灰氣體激波管流動(dòng)數(shù)值模擬[J]. 李洪州,劉大有. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 1995(03)
[8]含塵氣體中的非定常激波[J]. 耿繼輝,湯明鈞. 爆炸與沖擊. 1994(04)
[9]顆粒流體兩相流能量最小多尺度作用(EMMS)模型簡介[J]. 李靜海,郭慕孫. 化學(xué)工程. 1992(02)
[10]固體火箭噴管兩相粘性跨音速流場計(jì)算[J]. 侯曉,何洪慶,蔡體敏,吳心平. 推進(jìn)技術(shù). 1991(02)
博士論文
[1]稠密氣固兩相流雙流體大渦數(shù)值模擬研究[D]. 尹麗潔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[2]高濃度氣固兩相流的數(shù)值模擬研究[D]. 馬銀亮.浙江大學(xué) 2001
碩士論文
[1]摻氣水流雙流體模型數(shù)值模擬研究[D]. 張宏偉.西安理工大學(xué) 2002
本文編號(hào):3202899
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