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基于气液相界面捕捉的统一气体动理学格式  
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【英文篇名】 UNIFIED GAS-KINETIC SCHEME FOR TWO PHASE INTERFACE CAPTURING
【下载频次】 ★★★★★
【作者】 王昭; 严红;
【英文作者】 Wang Zhao; Yan Hong; School of Power and Energy; Northwestern Polytechnical University; Shaanxi Key Laboratory of Internal Aerodynamics in Aero-Engine; Collaborative Innovation Center for Advanced Aero-Engine;
【作者单位】 西北工业大学动力与能源学院; 西北工业大学陕西省航空发动机内流动力学重点实验室; 先进航空发动机协同创新中心;
【文献出处】 力学学报 , Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 编辑部邮箱 2018年 04期  
期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】 统一气体动理学格式; 范德瓦尔斯状态方程; 相界面捕捉; 麦克斯韦等面积律; 液滴表面张力;
【英文关键词】 unified gas-kinetic scheme; van der Waals equation of state; interface capturing; Maxwell construction; surface tension;
【摘要】 气液相界面运动的研究无论是在科学还是工程领域都是非常重要的.其中,非平衡流动的计算尤其受到关注.基于此,我们构造了捕捉气液相界面的统一气体动理学格式.由于统一气体动理学格式将自由输运和粒子碰撞耦合起来更新宏观物理量和微观分布函数,故而可以求解非平衡流动.具体思路是,通过将范德瓦尔斯状态方程所表达的非理想气体效应引入统一气体动理学格式之中来捕捉气液相界面,两相的分离与共存通过范德瓦尔斯状态方程描述.由于流体在椭圆区域是不稳定的,因此气液相界面可以通过蒸发和凝结过程自动捕捉.如此,一个锋锐的相界面便可以通过数值耗散和相变而得到.利用该方法得到麦克斯韦等面积律(Maxwell construction)对应的数值解,并与其相应的理论解相比较,二者符合良好.而后,通过对范德瓦尔斯状态方程所描述的液滴表面张力进行数值计算,验证了Laplace定理.此外,通过模拟两个液滴的碰撞融合过程,进一步证明了该格式的有效性.但是,由于范德瓦尔斯状态方程的特性,其所构造的格式仅适用于液/气两相密度比小于5的情况.
【英文摘要】 The study of interfacial motion of gas-liquid phase is very important in science and engineering. Considering the non-equilibrium flow calculation, a unified gas-kinetic scheme for gas-liquid two phase interface capturing is presented in this paper. Since the free transport and particle collision are coupled to update the macroscopic variables and microscopic distribution functions, the unified gas-kinetic scheme can solve the non-equilibrium flow. The van der Waals(vd W) equation of state(EOS) is included ...
【基金】 国防基础科研科学挑战计划资助项目(TZ2016001)
【更新日期】 2018-08-23
【分类号】 O359.1
【正文快照】 引言理单位与实际单位的转换关系不满足格子波尔兹曼模拟的相似性原理,会使其在应用中出现很多问气液相界面运动的研究无论是在科学还是工题.另外,模型的提出大多源于经验,缺乏理论基础.程领域都是非常重要的[1-2].为了精确捕捉气液相因此,针对以上问题,胡安杰[14]对这个模型进

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