可压缩气固两相流的间断有限元方法
发布时间：2021-05-23 20:04
多相流动现象广泛存在于自然界和现代工业生产过程中。化工、能源动力、冶金以及武器物理等许多工业领域都涉及多相流动问题。多相流的表现形式多种多样,比单相流复杂,但它们在本质上都遵循着质量、动量和能量传递的基本规律,正是这些共性的存在,使得对它们运动规律的研究成为可能。形成了一个流体力学的新分支——多相流体（动）力学。虽然多（两）相流学科在最近几十年开始迅猛发展起米,积累了许多经验,提出了很多理论,能解决很多生产生活问题,是当今流体力学研究的重点和热点前沿问题之一。但由于多相流动的复杂性,许多多相流动现象、机理和过程目前还不甚敁清楚。两相流的各种模型纷繁复杂形式多样,其数学性质不尽相同,数值方法也各有千秋,还在沿着各自的方向前进。与一般工业应用领域不同,在航空航天和武器等高科技领域,气固两相流动往往伴随着压强和密度的急剧变化,特别是存在激波等可压缩现象,颗粒相的存在对气体的压缩效应存在巨大的影响。间断有限元方法是一种高效灵活的求解偏微分方程的重要工具,已在自然科学与工程技术领域获得了广泛应用。本文就将DG方法进一步推广到求解可压缩气固两相流动控制方程组。本文首先从气固两相流相关的基本概念开始...
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：90 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 两(多)相流的概念
1.2 两相流研究的发展
1.3 两相流数值模拟
1.4 本文的研究内容
第二章 气固两相流模型研究
2.1 两相流基本概念
2.1.1 主要参数
2.1.2 混合物热力学参数
2.2 颗粒受力分析
2.2.1 颗粒尺寸
2.2.2 受力分析
2.2.3 传热分析
2.3 气固两相流分类及其模型
2.3.1 气固两相流模型分类
2.3.2 气固两相流基本方程
2.4 本章小结
第三章 可压缩稀疏气固两相流动数值模拟
3.1 一维稀疏气固两相流
3.1.1 控制方程及其性质
3.1.2 DG方法离散
3.1.3 含尘气体激波管
3.1.4 小结
3.2 气粒两相流内爆压缩
3.3 喷管内气固两相流动
3.3.1 物理模型与控制方程组
3.3.2 DG方法
3.3.3 结果分析
3.3.4 小结
3.4 本章小结
第四章 可压缩稠密气固两相流数值模拟
4.1 颗粒动理学理论
4.2 控制方程组简化
4.3 数值方法
4.4 模型分析
4.4.1 一维含尘气体激波管
4.4.2 内爆压缩
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 本文工作创新点
5.3 后续工作
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]二维拉格朗日坐标系下气粒混合双向耦合对激波流场影响的计算[J]. 陈大伟,孙海权,王裴,蔚喜军,马东军. 物理学报. 2016(08)
[2]燃料抛撒成雾及其燃烧爆炸的光滑离散颗粒流体动力学方法数值模拟研究[J]. 陈福振,强洪夫,苗刚,高巍然. 物理学报. 2015(11)
[3]风沙运动问题的SPH-FVM耦合方法数值模拟研究[J]. 陈福振,强洪夫,高巍然. 物理学报. 2014(13)
[4]微喷颗粒与气体混合过程的数值模拟研究[J]. 王裴,孙海权,邵建立,秦承森,李欣竹. 物理学报. 2012(23)
[5]火箭发动机气体-颗粒两相流双流体模型研究[J]. 李东霞,徐旭,蔡国飙,张振鹏. 固体火箭技术. 2005(04)
[6]流体力学方程的间断有限元方法[J]. 蔚喜军,周铁. 计算物理. 2005(02)
[7]高压段含有颗粒的含灰气体激波管流动数值模拟[J]. 李洪州,刘大有. 空气动力学学报. 1995(03)
[8]含尘气体中的非定常激波[J]. 耿继辉,汤明钧. 爆炸与冲击. 1994(04)
[9]颗粒流体两相流能量最小多尺度作用（EMMS）模型简介[J]. 李静海,郭慕孙. 化学工程. 1992(02)
[10]固体火箭喷管两相粘性跨音速流场计算[J]. 侯晓,何洪庆,蔡体敏,吴心平. 推进技术. 1991(02)
博士论文
[1]稠密气固两相流双流体大涡数值模拟研究[D]. 尹丽洁.哈尔滨工业大学 2010
[2]高浓度气固两相流的数值模拟研究[D]. 马银亮.浙江大学 2001
硕士论文
[1]掺气水流双流体模型数值模拟研究[D]. 张宏伟.西安理工大学 2002
本文编号：3202899
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：90 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 两(多)相流的概念
1.2 两相流研究的发展
1.3 两相流数值模拟
1.4 本文的研究内容
第二章 气固两相流模型研究
2.1 两相流基本概念
2.1.1 主要参数
2.1.2 混合物热力学参数
2.2 颗粒受力分析
2.2.1 颗粒尺寸
2.2.2 受力分析
2.2.3 传热分析
2.3 气固两相流分类及其模型
2.3.1 气固两相流模型分类
2.3.2 气固两相流基本方程
2.4 本章小结
第三章 可压缩稀疏气固两相流动数值模拟
3.1 一维稀疏气固两相流
3.1.1 控制方程及其性质
3.1.2 DG方法离散
3.1.3 含尘气体激波管
3.1.4 小结
3.2 气粒两相流内爆压缩
3.3 喷管内气固两相流动
3.3.1 物理模型与控制方程组
3.3.2 DG方法
3.3.3 结果分析
3.3.4 小结
3.4 本章小结
第四章 可压缩稠密气固两相流数值模拟
4.1 颗粒动理学理论
4.2 控制方程组简化
4.3 数值方法
4.4 模型分析
4.4.1 一维含尘气体激波管
4.4.2 内爆压缩
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 本文工作创新点
5.3 后续工作
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]二维拉格朗日坐标系下气粒混合双向耦合对激波流场影响的计算[J]. 陈大伟,孙海权,王裴,蔚喜军,马东军. 物理学报. 2016(08)
[2]燃料抛撒成雾及其燃烧爆炸的光滑离散颗粒流体动力学方法数值模拟研究[J]. 陈福振,强洪夫,苗刚,高巍然. 物理学报. 2015(11)
[3]风沙运动问题的SPH-FVM耦合方法数值模拟研究[J]. 陈福振,强洪夫,高巍然. 物理学报. 2014(13)
[4]微喷颗粒与气体混合过程的数值模拟研究[J]. 王裴,孙海权,邵建立,秦承森,李欣竹. 物理学报. 2012(23)
[5]火箭发动机气体-颗粒两相流双流体模型研究[J]. 李东霞,徐旭,蔡国飙,张振鹏. 固体火箭技术. 2005(04)
[6]流体力学方程的间断有限元方法[J]. 蔚喜军,周铁. 计算物理. 2005(02)
[7]高压段含有颗粒的含灰气体激波管流动数值模拟[J]. 李洪州,刘大有. 空气动力学学报. 1995(03)
[8]含尘气体中的非定常激波[J]. 耿继辉,汤明钧. 爆炸与冲击. 1994(04)
[9]颗粒流体两相流能量最小多尺度作用（EMMS）模型简介[J]. 李静海,郭慕孙. 化学工程. 1992(02)
[10]固体火箭喷管两相粘性跨音速流场计算[J]. 侯晓,何洪庆,蔡体敏,吴心平. 推进技术. 1991(02)
博士论文
[1]稠密气固两相流双流体大涡数值模拟研究[D]. 尹丽洁.哈尔滨工业大学 2010
[2]高浓度气固两相流的数值模拟研究[D]. 马银亮.浙江大学 2001
硕士论文
[1]掺气水流双流体模型数值模拟研究[D]. 张宏伟.西安理工大学 2002
本文编号：3202899
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