董士奎
,
刘洪芝
,
马宇
,
谈和平
工程热物理学报
气粒混合物辐射问题具有全场性、非灰性、耦合性等特点，准确预估高温燃气／粒子非灰辐射特性是非常重要的。本文将合并宽窄谱带K分布模型（CWNBCK）与离散坐标法（DOM）结合，开展了非灰气粒混合物辐射换热问题的模拟工作，分别验证了一维和三维情况下应用该模型的准确性，给出不同工况下的热流源项、壁面热流或辐射热流等。结果表明；该模型能够给出与SNB模型精度基本相同的结果，考虑其计算效率的提高，可以在工程实际中应用该模型计算非灰气粒混合物辐射换热。
关键词:
气粒混合物
,
合并宽窄谱带K分布模型
,
离散坐标法
,
壁面热流
,
辐射源项
穆磊
,
马宇
,
贺志宏
,
董士奎
工程热物理学报
本文首先采用CFD—FASTRAN软件对RAM—CII钝锥体试验飞行器热化学非平衡绕流场参数进行了模拟分析，其次采取多温度模型结合逐线法获得非平衡绕流场吸收、发射系数，最终采用视在光线法LOS对RAM—CII飞行器全流场光辐射特性进行了模拟，分析表明：头部激波层紫外（02—0．4Dm）辐射最强，要比尾迹流区高3个数量级以上，正侧向观测辐射强度比迎头观测时要大接近1个数量级；同一方向不同高度总的光谱辐射亮度差别不大，但正侧向观测的光谱辐射亮度比迎头方向观测略大；绕流场红外（2～5μm）辐射以C02分子2．7、4．3μm谱带发射为主，但总体上看红外光谱辐射亮度相较于紫外要小3个数量级。
关键词:
高超声速钝锥体
,
热化学非平衡绕流场
,
光辐射特性
,
紫外辐射
,
红外辐射
穆磊
,
贺志宏
,
马宇
,
董士奎
工程热物理学报
基于光滑粒子动力学(SPH)方法发展起来的再生核粒子法(RKPM)是一种拉格朗日型无网格方法.该方法在处理复杂形体内流动、导热、相变、应力应变等多物理场耦合问题时获得了较广泛的应用,但在辐射传输中的适用性尚无研究.而高温半透明材料的相变过程,除以上多物理过程外还需要考虑辐射传输过程的影响.本文基于建立高温半透明颗粒相变过程光热力耦合过程统一的无网格模拟方法的目的,重点研究了RKPM模拟辐射传输的可行性问题.文中首先建立了辐射强度的RKPM拟合公式,然后建立了辐射传输方程的直接配点离散格式.计算了一维参与性灰介质的无量纲热流和无因次温度分布.通过和文献值对比,初步验证了RKPM能够模拟辐射传输方程,且具有较好的计算精度.
关键词:
光滑粒子动力学法SPH
,
无网格法
,
辐射传输
,
再生核粒子法(RKPM)
,
直接配点法
马宇
,
董士奎
,
赫晓东
,
谈和平
工程热物理学报
辐射动力学理论是描述辐射传输是重要手段，基于此，本文建立了辐射能和辐射动量守恒方程，并基于Chapman-Enskog多尺度展开方法实现了从辐射传输Boltzmann方程到宏观方程的推导，进而建立了适于一维辐射传输的2分量格子Boltzmann模型。数值结果与精确解吻合较好，表明本文提出的LBM方法具有很好的准确性和稳定性，为LBM方法在辐射传热问题的应用奠定了理论基础。
关键词:
格子Boltzmann方法
,
辐射传输
,
辐射动力学
王振华
,
马宇
,
贺志宏
,
董士奎
工程热物理学报
热辐射传递具有非灰性、方向性、全场性的特点,这使得基于CFD框架下整体的燃烧-流动-辐射场模拟工作中往往辐射模块占用大量计算时间和计算资源.为提高复杂流场计算效率,目前在CFD已经开始使用分区并行计算技术.相对而言,辐射换热计算技术发展落后于流动计算技术.本文将分区并行计算技术引入到参与性介质辐射传输求解当中,采用离散坐标法结合并行计算环境MPI,对辐射传输分区并行计算方案、数值边界网格处理方法、数据交换方式进行研究,并通过对矩形炉膛内辐射场进行求解,验证分区并行方法的可行性,结果表明分区并行计算结果与没有分区能够很好地吻合,并获得了较高的并行效率.
关键词:
辐射传输
,
参与性介质
,
离散坐标法
,
分区并行算法
马宇
,
董士奎
,
谈和平
工程热物理学报
本文系统推导了准一维喷管内的无量纲辐射-流动耦合控制方程,确定了喷管内辐射对流动特性的影响程度取决于Bo数,并分析了其物理内涵.在此基础上,本文分别采用MacCormack格式和蒙特卡罗算法耦合计算了喷管内不同Bo数下的流动特性,结果表明,除马赫数和压强外,其它流场特性参数对Bo数都比较敏感,Bo数越小,辐射影响程度越大.
关键词:
喷管
,
辐射-流动耦合
,
无量纲
,
Bo数
