超高速所实现双温度模型热化学非平衡流动N-S/DSMC耦合算法

2021-02-05 17:09:12

2020年,超高速所在N-S/DSMC耦合算法研究中取得重要进展,实现了双温度模型热化学非平衡流动的耦合算法。

飞行器在近连续流、滑移流区域的流动和气动特性,一直是飞行器设计中重点关注的问题。对于这个问题,数值求解N-S方程和直接模拟蒙特卡洛(DSMC)两种方法都存在模拟的困难。NS方程适用于连续流区,在出现局部稀薄效应时适用性差。DSMC方法计算量巨大,无法应用于该流域的实际工程问题。对数值求解N-S方程以及DSMC这两种方法进行耦合,在科学研究和工程上都有较大意义。

超高速所研究人员采用MPC耦合方法、基于当地努森数的连续流失效准则、DPLUR隐格式等方法,克服了数据传递、数值稳定性、“刚性问题”等困难,在统一的直角网格上实现了双温度模型热化学非平衡流动数值求解NS方程和DSMC两种算法的耦合,并通过了多个算例的校核。