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CH₄/空气简化动力学机理数值验证

余亦泽, 徐胜利, 张竹鹤, 张梦萍

计算物理 2020, 37 (3): 253-262. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8061

摘要（410）

HTML （197）

PDF （1697KB）（1212）

选择绕圆柱预混燃烧算例，验证CH₄/空气三种简化动力学机理（16s41r、15s19r和53s325r）.考虑均匀来流，忽略湍流和湍流与燃烧相互作用以及燃料扩散效应，假设层流有限反应速率，采用保自由流5阶WENO格式求解多组分Euler方程组，得到CH₄/空气预混燃烧流场温度等值线、沿驻点线压力和温度及其CH₄、CO和CO₂质量百分数分布.结果表明：三种简化动力学机理给出的流场均出现弓形激波和火焰面，弓形激波和火焰驻点距离及其形状、诱导区宽度和简化动力学机理相关.当圆柱直径增大，弓形激波和火焰向圆柱上游移动，对应的驻点距离均增大，诱导区宽度变短，点火延时变小，但火焰和弓形激波位置次序未变化.53s325r模型要比16s41r模型和15s19r模型精度要高，点火延时覆盖的压力和温度范围也较宽，所有简化机理均未完全反应，在较大圆柱直径下游达到化学平衡.

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rGFM和level-set方法在水柱群和喷管流场计算中的应用

丁生荣, 徐胜利, 卢键方, 张梦萍

计算物理 2019, 36 (2): 165-174. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7842

摘要（350）

HTML （1）

PDF （13394KB）（1148）

计算平面运动激波和水柱群相互作用以及喷管流场.在Descartes网格中利用level-set方法分别追踪气/水和气/固界面，采用rGFM方法处理气/水和气/固界面边界条件.将喷管内壁简化为气/固界面并施加固壁边界条件，内壁型线数据拟合采用三次样条插值.采用5阶WENO格式分别求解Euler方程、level-set方程和界面重新初始化方程.给出激波和水柱群相互作用流场密度纹影图和指定点p-t曲线以及喷管流场压力、密度云图和速度场.改进界面法线确定方法可提高Riemann问题构造精度.可分辨运动激波和水柱群作用产生的复杂激波波系，表明激波在各水柱界面的透射和反射、在列和行水柱界面的多次反射和透射.水柱群下游区域的激波波后压力下降，表明激波加热水柱群附近气流和反向运动的反射激波造成了激波衰减.喷管流场数值解和理论解相符.

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激波和单列水柱、气水固多界面相互作用的数值模拟

赵琪, 张梦萍, 徐胜利, 卢键方

计算物理 2018, 35 (3): 285-293. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7635

摘要（374）

HTML （2）

PDF （4891KB）（1115）

研究可压缩多介质流场的激波和多介质界面相互作用问题.在Descartes固定网格采用level-set方法追踪界面，气/气界面边界条件处理采用OGFM方法，采用修正的rGFM方法提高气/水和气/固界面处构造Riemann问题精度，将Riemann近似解得到的界面参数外推到两侧真实和虚拟流体，采用五阶WENO方法求解流场Euler方程和界面level-set方程，给出不同时刻流场数值纹影图像.结果表明：在可压缩流场嵌入固体和水、气体等目标，本文方法可较精确地分辨平面运动激波和单列水柱及包含气/气、气/水和气/固等界面作用后产生的复杂激波结构.和传统的分区与贴体变换方法不同，为Descartes网格包含多介质界面复杂流场计算提供新途径.

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运动激波和气泡串相互作用的初步数值模拟

陈菲, 张梦萍, 徐胜利

计算物理 2004, 21 (5): 443-448.

摘要（324）

PDF （299KB）（1186）

通过对激波和流体界面相互作用诱导的大变形界面演化的数值模拟,验证Level set方法精确模拟多个流体界面的有效性.采用2阶迎风TVD求解欧拉方程得到流场解,采用5阶WENO求解Level set方程追踪多流体界面,采用GFM方法处理流体内界面.利用文[1]的计算结果校核本文程序.在此基础上,对运动激波和气泡串相互作用过程进行了初步数值模拟,得到了不同时刻运动激波和圆管内的两个气泡作用后的演化图象,包括压力和密度等值线分布.计算结果表明:针对推广后的多界面Level set方程,该方法仍可高质量地捕捉多个流体界面.

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