董海波
- 作品数：16 被引量：46H指数：4
- 供职机构：大连理工大学航空航天学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金辽宁省自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术理学一般工业技术更多>>
- 化学非平衡流动解耦算法的回顾与新进展被引量：4
- 2018年
- 超声速化学非平衡流动的数值模拟一直是计算流体力学领域的难点,主要体现在如下几个方面:物理过程非常复杂,存在着激波、燃烧波等各种复杂波系的相互作用;超声速化学非平衡流动属于典型的时空多尺度物理问题,其控制方程存在严重的刚性,给数值求解带来了很大困难。对国内外的解耦算法研究现状简单综述后,主要介绍1993年刘君提出的解耦算法的理论基础,流动方程采用冻结流模型,源项方程模拟流体微团在当地绝热、定容的热力学系统内发生的化学反应过程。通过引入两个中间变量,即等效内能和等效比热比,将与温度无关的生成焓从流动方程组能量项中分离出去,源项方程组中包含等效内能,使用不同算子对流动方程和源项方程解耦求解。与传统解耦算法相比,源项方程的求解过程中包含状态参数和组元同时变化。结合刘君解耦算法机理和有限体积法空间平均特性,介绍近期在提高算法计算效率方面的研究进展,包括流动方程优化算法和耦合过程优化。采用优化算法对经典的激波诱导燃烧算例进行数值模拟,与不同文献结果进行对比,验证了优化算法的时空精度。通过总结经验发现化学非平衡反应仅发生在流场局部区域,提出质量生成率判据,结合相应模拟结果验证了方法的可行性,可以进一步提高化学反应算子的计算效率。
- 刘君董海波刘瑜
- 关键词：非平衡流解耦算法有限体积法结构网格数值模拟
- 动态间断装配法模拟斜激波壁面反射被引量：9
- 2016年
- 基于非结构动网格技术和边界装配思想提出了动态间断装配法,该方法能够应用于求解含有间断的流动问题。无论入射激波还是反射激波都是作为边界进行处理,激波运动速度由兰金-许贡纽(Rankine-Hugoniot)关系确定。激波作为动网格的一部分,其运动由动网格技术实现。采用该方法模拟了超声速二维流场中激波与壁面相交问题,并且与捕捉法进行比较,二者的流场结构符合良好,但是在细节上还是存在明显差异。通过对流动结构的分析,得出采用装配方法得到的流场要优于捕捉方法的结论。激波壁面反射的问题模拟,也说明了边界激波装配方法对于复杂的激波相交问题是具有处理能力的。
- 刘君邹东阳董海波
- 关键词：激波非结构动网格超声速流动
- 安溢活门运动特性及膜片疲劳分析
- 针对某型号安溢活门在气动载荷的作用下出现的故障进行了深入研究,通过分析得到了膜片疲劳破坏是导致安溢活门失效的主要原因。 首先,本文对国内外阀门失效模式的研究现状进行了阐述,介绍了安溢活门的结构和工作原理,分别研究了结构疲...
- 董海波
- 关键词：雨流计数法ABAQUS
- 文献传递
- 基于非结构动网格的激波装配法
- 随着航空航天事业的不断发展，飞行器对于速度的追求不断提升。飞行马赫数的增大引起的复杂流动对数值模拟提出了挑战。常规的激波捕捉方法在对此类复杂流动的模拟中存在稳定性、精度等诸多方面的问题。本文以非结构动网格技术为基础对...
- 邹东阳刘君张帆董海波
- 关键词：非结构动网格非定常流动
- 文献传递网络资源链接
- 基于流固耦合方法模拟减压器动态特性被引量：9
- 2014年
- 为了研究内部流场对减压器动态特性的影响,基于新离散几何守恒律和高精度界面流固耦合技术对其动态特性进行数值模拟,其中单自由度质量弹簧阻尼结构动力学模型采用Newmark法进行计算;三维非定常积分形式的ALE流体控制方程采用弹簧近似的动网格有限体积法进行求解。采用虚拟网格通气技术实现阀门内部运动部件接触/分离过程引起的计算区域拓扑变化。计算结果表明,在减压器正常工作状态下,出口压力存在振荡现象,其均值接近按照静态性能设计的理论值;进口压力增高,振幅减小;进口压力太低时,减压器无法实现出口压力的设计理论值。在正常工作状态的进口压力范围内,减压器存在颤振现象,出口压力远大于设计理论值。
- 刘君徐春光董海波
- 关键词：流固耦合非结构动网格颤振动态特性
- 二维翼型舵面偏转非定常流动数值模拟
- <正>针对NACA0012翼型舵面偏转问题,数值模拟了不同参数对翼型气动特性的影响。基于非结构动网格技术,采用ALE有限体积描述下的二维可压缩非定常NS方程,计算通量采用Vanleer格式,时空二阶格式,利用Venkat...
- 董海波刘君
- 文献传递
- 基于非结构变形网格的间断装配法原理被引量：4
- 2017年
- 在激波捕捉法计算得到的流场基础上采用辨识算法得到初始间断位置,从ALE方程出发,考虑离散几何守恒律,采用变形网格和网格重构技术解决计算过程中间断运动和变形,新旧网格之间流场采用高精度信息传递方法保持时间精度,建立了基于非结构动网格技术的间断装配方法.通过激波管问题的二维模拟,模拟了初始间断分解为激波和接触间断激波遇到固壁反射后与接触间断相交的非定常流动过程,对这种新方法的基本原理进行了介绍.
- 刘君邹东阳董海波
- 关键词：激波非结构动网格超声速流动
- 化学非平衡解耦算法精度分析及其改进被引量：1
- 2018年
- 模拟化学非平衡流问题涉及到流动方程和化学反应方程两部分的求解,流动方程组中包含所有组元的偏微分方程,导致求解变量成数量级增加,点隐算法和全隐算法在求解源项刚性问题时,通常会涉及到矩阵求逆运算,这些因素带来的巨大计算量限制了隐式算法在复杂工程问题中的应用。1993年刘君提出了化学非平衡流解耦算法,将控制方程组分解为流动和化学反应两部分,流动方程的求解采用冻结流假设来描述流体微团沿流线的运动过程,化学反应方程的求解描述流体微团在随体坐标系下发生绝热、定容的爆炸过程。结合解耦算法和有限体积法的特点对这种解耦算法进行改进,提出的优化算法不需要求解组元变量所对应的偏微分方程组,只求解由5个基本变量构成的,形式上与量热完全气体近似的偏微分方程组,通过对比计算结果发现优化算法可以显著地提高计算效率。同时,将精细积分方法应用于化学非平衡流问题的求解中,通过与传统的VODE方法和α-QSS方法对比发现,精细积分方法的鲁棒性更优、精度对时间步长不敏感,适当的选取时间步长,可以充分发挥精细积分方法的优势。
- 刘君董海波张文昊
- 关键词：化学非平衡流解耦算法精细积分方法有限体积法
- 基于单元相交的混合网格精确守恒插值方法被引量：7
- 2016年
- 基于网格切割思想,发展了二维/三维混合网格条件下的单元相交算法,可精确计算任意两个多边形/多面体的交集。在此基础上,实现了基于单元相交(CIB/DC)的精确守恒插值算法。二维和三维验证算例表明,该方法能够保证插值过程中计算域内物理量的严格守恒,且具有比常规二阶插值更高的精度。
- 徐春光董海波刘君
- 关键词：流体力学混合网格
- 减压阀动态特性的数值模拟及故障分析被引量：3
- 2015年
- 采用ANSYS有限元软件计算得到减压阀膜片的反力时程曲线和运动部件的动态特性,在此基础上将结构简化为两个单自由度质量弹簧阻尼动力学模型,采用Newmark算法计算。流体控制方程为三维非定常积分形式的ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)方程,采用基于弹簧近似的动网格有限体积格式求解,应用了新的离散几何守恒律和高精度界面算法;同时采用虚拟网格通气技术实现阀门部件运动过程所引起的拓扑变化。计算表明,在较宽的上游增压速率范围内减压阀出口压力存在振荡,均值接近按照静态性能设计的理论值。通过对计算流场进行分析,确定了造成两种开启故障的主要机理,修改模型参数可以排除异常。
- 刘君董海波徐春光
- 关键词：流固耦合减压阀非结构动网格压力振荡动态特性
