Mie-Grüneisen状态方程下多介质守恒型欧拉方程组的数值计算

针对Mie-Grüneisen状态方程下的多介质流场,将Euler方程中的部分复杂参数作为守恒量引入到新的方程中,使原方程结构得到简化.同时引入质量分数以表示流场中不同介质的变化,并对通量作近似处理,再利用MUSCL-TVD格式结合改进过的Euler方程进行求解,模拟Mie-Grüneisen状态方程下多介质相互作用的情况.结果表明,通过本方法既能使方程组满足守恒,又能较好地处理多种介质形成的间断面.     

Mie-Grüneisen混合模型减小边界差商的重构算子

将守恒型单调迎风格式(MUSCL)和双曲正切界面捕捉(THINC)算法组合到一起进行数值重构,并通过重构建立新的算子。重构的算子主要作用是尽可能降低网格的边界差商。在MUSCL和THINC算法下,网格左右边界处的状态可以导出一个优化算法的差商判定机制。再按照这一边界差商优化值最小(BVD)的原则,对MUSCL和THINC进行二选一。在BVD重构算子的作用下,数值断面变得平滑,并且有效地限制振荡。BVD重构算子的计算性能将通过一维和二维数值算例来进行检验。     

一种基于HLLC算法的Mie-Grüneisen多介质混合模型

建立一种修正的HLLC （Harten-Lax-Van Leer-Contact）格式下稳定的Mie-Grüneisen多介质混合计算模型.Mie-Grüneisen混合模型中的通量包括守恒和非守恒两个部分,原始的HLLC格式对守恒部分适用,但是原始的HLLC格式直接用于非守恒部分,很难控制住数值振荡的产生.在原始格式中,间断面的移动速度为间断网格的左侧或右侧速度,修正后替换为网格中的平均速度,经过修正后,对HLLC格式重新进行推导,并随之扩展到二维问题.数值实验表明,利用修改后的HLLC格式,Mie-Grüneisen混合模型可以取得较好的稳定性和准确性.     

基于Mie-Grüneisen状态方程的爆轰波运动数值模拟

依据C-J（Chapman-Jouguet）理论,对爆轰问题中的气态爆轰产物和未反应炸药分别考虑不同的参考状态,并根据参考状态选用特定的Mie-Grüneisen状态方程。忽略化学反应过程,爆轰产物厚度为零的前导激波面以界面的形式存在。数值模拟中,爆轰波的演化分为波面传播以及与未反应介质相互作用两个部分。传播过程中,爆轰波的传播速度即恒定的爆速,爆轰产物在传播过程中瞬间形成,而相互作用过程则是通过Mie-Grüneisen多介质混合模型来计算爆轰波的持续冲击作用。借助于Mie-Grüneisen状态方程以及Mie-Grüneisen多介质混合模型,可以很好地模拟爆轰波的运动过程。对比理论参数及文献的计算结果发现,模拟结果具备较好的准确度。     

Mie-Griineisen状态方程下多介质守恒型欧拉方程组的数值计算

针对Mie-Grüneisen状态方程下的多介质流场,将Euler方程中的部分复杂参数作为守恒量引入到新的方程中,使原方程结构得到简化.同时引入质量分数以表示流场中不同介质的变化,并对通量作近似处理,再利用MUSCL-TVD格式结合改进过的Euler方程进行求解,模拟Mie-Grüneisen状态方程下多介质相互作用的...     

球坐标系下多介质混合物模型的数值模拟

利用多介质混合模型在求解球坐标系下的Riemann问题时,需要考虑界面处压力平衡性弱、奇点处理、状态方程复杂等多个难点。本文将原始基于体积分数的Mie-Grüneisen多介质混合模型扩展到球坐标系下,并对多个细节进行了修正和改进,包括:在界面处对热力学参数进行修正、采用质量分数导出新输送方程、利用质量分数加权计算偏导数、采用相邻网格点的物理量定义奇点等。经过改进后的计算模型,可以得到无振荡的数值解,而且可以准确捕捉到冲击波和界面的位置。另外,使用改进后的质量分数模型比原始的体积分数模型得到的计算结果更准确。     

三介质Mie-Grüneisen混合模型在水下爆炸防护层问题中的应用

研究水下爆炸中的防护层问题，将爆炸气体、水、防护层或其他材料看成一个混合流场后，它们的物理状态可以直接用统一形式的Mie-Grüneisen状态方程来表示，再用Mie-Grüneisen混合模型模拟爆炸气体、水、固态防护层之间的复杂相互作用。计算时，通过状态方程中的特定参数来区分流体成分的物理特性，并通过体积分数来区分界面，同时添加自由进出口边界条件；计算过程中，对防护层的效果进行细致研究。研究发现，防护层的效果取决于材料的冲击阻抗。当冲击波从一种介质进入新介质时，在新介质冲击阻抗较小的情况下其压力会降低。同时，进入防护层的冲击波被结构物反射又会形成第二个冲击波。在这个过程中，对防护层的厚度和距离进行关注，但是这两个因素并未产生重要影响。