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随着高性能计算机与流体力学计算技术进步，是否能发展可靠模拟航天器再入各流域复杂高超声速绕流问题一体化数值计算方法？是航天器再入气动设计与调姿配平关键基础。
Boltzmann方程可计算建模气体动理论统一算法与跨流域空气动力学应用研究
【摘 要】
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随着高性能计算机与流体力学计算技术进步，是否能发展可靠模拟航天器再入各流域复杂高超声速绕流问题一体化数值计算方法？是航天器再入气动设计与调姿配平关键基础。
【机 构】
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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,北京100191
【出 处】
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第九届全国流体力学学术会议
【发表日期】
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2016年10期
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本研究在回流水槽和拖曳水槽中研究了地面效应对同向旋转旋涡融合过程的影响。实验中使用二元翼段作为涡发生器产生同向旋转涡对，在涡发生器下游的流向截面进行了流动显示实验定性测量和PIV定量测量，并使用一块横跨实验段的平板来模拟地面效应。实验结果表明，地面效应会加快同向旋涡的融合过程，同时增加旋涡的公转速度，引起涡对的展向移动和反弹。流动显示和PIV测量结果显示，当涡对靠近地面时，地面效应导致二次涡的形成
本文首先介绍具有2阶,3阶,4阶和5阶精度的气体动理学方法,它们的构造原理和格式性质。然后给出它们计算Euler和Navier-Stokes方程的解。同时讨论动理学方法和其它高阶格式的比较。对进一步高阶格式的发展给出一些个人看法。
气体动理学格式经过多年的发展已经趋于成熟，由于它从连续气体到稀薄气体都可适用，并且具有极强的保正性和鲁棒性，相较于传统求解NS方程的各种离散格式而言具有更为广泛的应用领域和应用前景。传统GKS格式基于Boltzmann方程BGK模型，在演化步当中的相容性关系只在一定条件下满足，因而不能严格满足物理守恒律。而本文基于传统的GKS格式发展出一种新的EGKS格式，它不仅具有GKS格式保正性和鲁棒性的优点
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气体动理学格式(GKS,Gas-Kinetic Scheme)是一种基于介观气体动理论的新型数值方法,兼有高精度和强稳健性的优点,在多种流动中显示了优异的性能。本文基于CPR (Correction Procedure via Reconstruction)框架,结合GKS的通量计算方法,构造出适用于二维非结构网格的三阶CPR-GKS格式。相比于高阶有限体积GKS格式,新格式克服了非结构网格中模板
提出一种气-液界面边界条件，研究气液界面及掺混问题.物质界面附近支持域内不同材料的粒子，在每个计算时刻互为虚粒子边，并按照密度分配方法赋予相应的物理量，并在界面附近的粒子中引入气-液两相阻力.利用拉格朗日形式的N-S方程设计SPH程序，通过与Level Set方法在研究激波管内气-液界面问题的结果对比，验证气-液界面方法的适用性，研究该方法在气-液掺混问题中的应用.SPH与Level Set方法的
在本文中，基于OpenFOAM平台下实现了一种对流体流动数值模拟的有效手段：格子Boltzmann通量求解器。与传统的计算流体力学求解器相同，该求解器对宏观微分方程进行有限体积离散，但交界面的通量是通过求解当地Boltzmann方程得出。