微尺度后台阶流动的Monte Carlo直接模拟

计算物理 ›› 2006, Vol. 23 ›› Issue (2): 171-176.

微尺度后台阶流动的Monte Carlo直接模拟

秦丰华, 孙德军, 尹协远

中国科技大学力学与机械工程系, 安徽合肥 230027

收稿日期:2004-10-22 修回日期:2005-04-18 出版日期:2006-03-25 发布日期:2006-03-25
作者简介:泰丰华(1975-),男,湖北秭归,博士生,从事微尺度流动研究,合肥中国科技大学五系230027.
基金资助:
中国科学院创新项目(KJCX2-SW-L2);中国科技大学青年基金(19702017)资助项目

Direct Monte Carlo Simulation of a Microscale Backward-facing Flow

Qin Feng-hua, Sun De-jun, Yin Xie-yuan

Department of Modern Mechanics, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, China

Received:2004-10-22 Revised:2005-04-18 Online:2006-03-25 Published:2006-03-25

摘要/Abstract

摘要： 对DSMC方法中压力边界条件的实现给出了一种改进的方法,并分区模拟了微尺度后台阶气体流动,得到了其流动的一般典型结构.计算结果表明经典后台阶流动中的回流区在一定参数范围内仍然存在,但上壁面的分离区消失.讨论了流动参数对流动结构的影响,并给出了再附长度与流动参数的关系.

关键词: DSMC, 压力边界条件, 分区, 微尺度后台阶流动, 再附长度

Abstract: A modified treatment for pressure boundary conditions in DSMC is shown, The microscale backward-facing gas flow is computed by a partitioned domain DSMC method and a general flow construction is obtained. It is shown that the recirculating flow region attached to the backward-facing step exists in the microscale flow with proper conditions while the region of separation on upper side does not. A discussion about the effect of flow parameters is given and a relationship between reattachment length and Reynolds number is obtained.

Key words: DSMC, pressure boundary condition, microscale backward-facing, reattachment length

中图分类号:

秦丰华, 孙德军, 尹协远. 微尺度后台阶流动的Monte Carlo直接模拟[J]. 计算物理, 2006, 23(2): 171-176.

Qin Feng-hua, Sun De-jun, Yin Xie-yuan. Direct Monte Carlo Simulation of a Microscale Backward-facing Flow[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2006, 23(2): 171-176.

[1]	苏永元, 李洁, 范正磊. 圆筒内氢等离子体非定常化学反应羽流场DSMC分析[J]. 计算物理, 2019, 36(5): 533-541.
[2]	贺永翔, 刘昕, 赵海波. 气体动力学直接模拟Monte Carlo的高效GPU并行计算[J]. 计算物理, 2015, 32(2): 169-176.
[3]	孙志国, 朱春玲. 三维机翼表面水滴撞击特性计算[J]. 计算物理, 2011, 28(5): 677-685.
[4]	卞梁, 王肖钧, 章杰, 赵凯. 高速碰撞数值计算中的SPH分区算法[J]. 计算物理, 2011, 28(2): 207-212.
[5]	王智慧, 鲍麟. 具有局部稀薄气体效应的高超声速尖锥气动加热特征研究[J]. 计算物理, 2010, 27(1): 59-64.
[6]	徐珊姝, 吴子牛. 一般超音速过渡区气动特性的桥函数方法[J]. 计算物理, 2009, 26(3): 362-370.
[7]	王学德, 伍贻兆, 夏健, 林晓宏. 蒙特卡罗方法中分子作用模型的设计及应用[J]. 计算物理, 2009, 26(1): 64-70.
[8]	王兵, 许厚谦. 含有大位移动边界的复杂流场的数值模拟[J]. 计算物理, 2008, 25(4): 396-400.
[9]	叶品, 钟诚文. 热化学非平衡流动的DSMC-ME算法研究[J]. 计算物理, 2008, 25(2): 139-144.
[10]	庄礼深, 吴子牛. 流体力学分区算法及相关理论问题[J]. 计算物理, 2006, 23(3): 253-265.
[11]	王沫然, 王金库, 李志信. DSMC方法的压力边界条件实现[J]. 计算物理, 2004, 21(4): 316-320.
[12]	江娟, 周伟江, 马汉东. 物体穿越激波非定常流场的统一分区加强解[J]. 计算物理, 2003, 20(4): 315-320.
[13]	董海涛, 张立东, 李椿萱. 基于熵条件二阶差分格式的嵌套网格分区算法[J]. 计算物理, 2003, 20(2): 102-106.
[14]	秦丰华, 孙德军, 尹协远. 微管道气体流动的蒙特卡洛直接模拟[J]. 计算物理, 2001, 18(6): 507-510.
[15]	陈泽民, 李津, 朱自强, 吴宗成. 带副翼的翼身组合体绕流的Euler和N-S方程解[J]. 计算物理, 2001, 18(4): 372-376.