基于定量分析的气固两相流声速模型综述

1

作者 宋志江 胡尚锋 李言钦 《应用声学》 CSCD 北大核心 2023年第1期182-192,共11页

声波法是多相流测量的一种有效方法,可靠的声速模型是其中时差法等测量的理论基础。该文系统总结了国内外不同学者所建立的气固两相声速模型。为直观地呈现其差异、发展与局限,该文以颗粒相浓度的影响为例,采用模拟计算和实验测量相结... 声波法是多相流测量的一种有效方法,可靠的声速模型是其中时差法等测量的理论基础。该文系统总结了国内外不同学者所建立的气固两相声速模型。为直观地呈现其差异、发展与局限,该文以颗粒相浓度的影响为例,采用模拟计算和实验测量相结合的方法对其中不同典型声速模型进行了定量分析与比较。结果表明,传统的拟均相介质模型声速随颗粒浓度变化,与在其基础上考虑声波特性的改进模型,以及分别基于相间耦合和颗粒散射的声速模型差异均较大,且显著偏离实验测量值。其主要源于传统的拟均相介质模型未考虑两相间相对运动的影响;而考虑相间相互作用的声速模型间虽有不同差异,但均与实验测量值较为接近,根据稀相区实验研究,所得声速值均较实验值偏小。 展开更多

关键词 声速模型 声波法测量 气固两相流 颗粒浓度 综述

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海水声速模型研究进展及南海声速模型展望

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作者 彭莉虹 张宝金 +3 位作者 顾元 李延 马金凤 耿明会 《中国海洋平台》 2023年第5期20-26,87,共8页

总结海水声速模型研究进展,将海水声速模型分为数学模型和数值模型。数学模型以经验公式、Munk模型、GDEM(Generalized Digital Environmental Model)为典型代表,数值模型以经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)模型为主要... 总结海水声速模型研究进展,将海水声速模型分为数学模型和数值模型。数学模型以经验公式、Munk模型、GDEM(Generalized Digital Environmental Model)为典型代表,数值模型以经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)模型为主要类型,基于全球数据集得到广泛应用。数学模型具有良好的拓展性但过于理想;数值模型可达到较高的声速拟合精度,但也存在局限性,需要进一步发展。以南海声速模型为切入点,总结南海声速模型的研究需要和应用需求,认为南海海水声速模型将在高精度宏观三维声速模型、动态预报宏观声速模型的方向上不断深化应用领域,取得新的进展。 展开更多

关键词 声速模型 南海 水声 数学模型 数值模型

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局域空间声速模型的建立方法研究 被引量：14

3

作者 赵建虎 周丰年 +1 位作者 张红梅 王胜平 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期199-202,共4页

在多波束测深系统的数据处理中,声速剖面的代表性误差严重地影响着波束的声线跟踪精度,并造成比较大的深度计算误差。为了削弱该影响,利用实测声速剖面数据、温度与盐度剖面数据,采用两种方法分别建立了区域空间声速模型。实践验证了该... 在多波束测深系统的数据处理中,声速剖面的代表性误差严重地影响着波束的声线跟踪精度,并造成比较大的深度计算误差。为了削弱该影响,利用实测声速剖面数据、温度与盐度剖面数据,采用两种方法分别建立了区域空间声速模型。实践验证了该方法的正确性和可行性。 展开更多

关键词 声速剖面 温度剖面 盐度剖面 局域空间声速模型

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优化CNN声速模型修正误差的UWSN定位研究 被引量：1

4

作者 崔学荣 刘金峰 +2 位作者 李娟 李世宝 刘建航 《导航定位学报》 CSCD 2022年第5期46-53,共8页

相比于陆地无线传感器网络,水下传感器网络需要考虑能耗问题,如何使水下传感器更加节能成为研究的重要课题;同时,海水的温盐深等特性,决定了海水的声速深度剖面是弯曲的、声速是水平分层的,这是造成水下待定位节点与参考节点位置确定不... 相比于陆地无线传感器网络,水下传感器网络需要考虑能耗问题,如何使水下传感器更加节能成为研究的重要课题;同时,海水的温盐深等特性,决定了海水的声速深度剖面是弯曲的、声速是水平分层的,这是造成水下待定位节点与参考节点位置确定不准确的主要原因。针对水下场景中的能耗问题,构建了水下传感器节点协同定位的定位模型;针对声速的不稳定性,提出了一种基于卷积神经网络的水下声速模型,分析并设计了神经网络的网络结构,同时针对网络的缺陷,利用遗传算法对卷积神经网络参数进行模型优化,用以提高声速模型的精确性。利用南海海洋断面科学考察温盐深观测数据集,完成实验仿真对比。结果表明,协同定位模型可有效解决传感器网络的能耗问题,同时修正了海底声速,降低了定位过程中由于声速不稳定与时变性带来的误差影响。该模型进一步提高了水下传感器网络定位系统的精确性与鲁棒性。 展开更多

关键词 水下传感器网络 协同定位 声速模型 卷积神经网络 遗传算法

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基于多层声速模型的合成孔径超声皮质骨成像 被引量：6

5

作者 李云清 江晨 +4 位作者 李颖 徐峰 许凯亮 他得安 黎仲勋 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第18期152-161,共10页

由于皮质骨和软组织间较大的声速差异,采用固定声速的传统超声波束形成方法无法重建皮质骨图像,同时皮质骨中较大的衰减也限制了信号信噪比.为了实现皮质骨超声成像,本文提出一种采用合成孔径超声提高成像分辨率及信噪比,利用压缩感知... 由于皮质骨和软组织间较大的声速差异,采用固定声速的传统超声波束形成方法无法重建皮质骨图像,同时皮质骨中较大的衰减也限制了信号信噪比.为了实现皮质骨超声成像,本文提出一种采用合成孔径超声提高成像分辨率及信噪比,利用压缩感知计算延时参数并构建多层声速模型的成像方法.本文结合时域有限差分仿真方法分析了理想情况下皮质骨成像结果,并结合软组织覆盖下的离体皮质骨板样本实验,验证相关方法的可行性.仿真和实验结果均表明,本文方法可用于构建多层声速模型并正确重建皮质骨图像.本研究实现了具有三层声速模型的皮质骨超声成像,对皮质骨超声成像发展有一定的借鉴意义,未来将进一步探索在体实验,以推进骨超声成像的临床应用. 展开更多

关键词 合成孔径超声 皮质骨成像 声速模型 压缩感知

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高超声速模型尾迹电子密度二维分布反演方法 被引量：2

6

作者 吴明兴 田得阳 +3 位作者 唐璞 田径 何子远 马平 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期258-267,共10页

弹道靶利用二级轻气炮将模型加速到高超声速状态,模型在靶室内超高速飞行时形成等离子体尾迹.为实现高超声速模型尾迹电子密度径向二维分布诊断,利用七通道微波干涉仪测量系统获得了高超声速模型尾迹截面不同位置处平均电子密度.该系统... 弹道靶利用二级轻气炮将模型加速到高超声速状态,模型在靶室内超高速飞行时形成等离子体尾迹.为实现高超声速模型尾迹电子密度径向二维分布诊断,利用七通道微波干涉仪测量系统获得了高超声速模型尾迹截面不同位置处平均电子密度.该系统采用一发七收的方式,实现平面波照射等离子体及平面波接收,天线波束可完全覆盖尾迹径向范围.多通道微波干涉仪数据处理过程常将等离子体视为分层介质,考虑到分层界面上折射效应的影响,本研究利用射线追踪方式建立电磁传播模型,结合测量数据建立目标函数,通过遗传算法优化来反演高超声速模型尾迹电子密度径向二维分布.该数据处理方法的电子密度反演结果与相同来流条件下的数值模拟结果对比吻合较好,初步验证了该方法的有效性.分析了分层模型对电子密度分布特性的影响,结果表明利用七层模型对尾迹建模效果最佳,且适用于不同厚度尾迹,最大化利用接收通道数,确保了计算精度.利用该方法实现弹道靶高超声速球模型尾迹电子密度二维分布诊断,并给出了给定实验状态下模型尾迹电子密度二维分布的一些规律. 展开更多

关键词 高超声速模型尾迹 七通道微波干涉仪 射线追踪 二维分布

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基于CFD的高超声速飞行器模型建立及面向控制建模研究

7

作者 曾凡琳 向秋林 李舒情 《天津职业技术师范大学学报》 2023年第4期8-16,共9页

针对高超声速飞行器带有非线性、强耦合等特性的复杂模型分析问题,采用计算流体动力学(computationalfluiddynamics,CFD)方法,在构建机身三维结构的基础上,设置计算流域、计算网格、计算模型,得到不同飞行状态下的关键气动力数据,并结... 针对高超声速飞行器带有非线性、强耦合等特性的复杂模型分析问题,采用计算流体动力学(computationalfluiddynamics,CFD)方法,在构建机身三维结构的基础上,设置计算流域、计算网格、计算模型,得到不同飞行状态下的关键气动力数据,并结合数据拟合技术,获得了多项式形式的气动力数学模型。考虑包含过多交叉耦合项和高阶项的模型形式过于复杂给控制器设计带来难题的问题,采用基于蒙特卡洛仿真的敏感性分析方法,从影响模型使用的风险因素入手,将模型中的拟合参数视为简化模型中的风险因素,结合模型状态输出建立安全性评价指标,利用敏感性参数分析技术给出面向控制建模分析的数学模型。结果表明:基于敏感性分析定量指标获得了简化后易于控制器设计的面向控制高超声速飞行器的数学模型。 展开更多

关键词 高超声速飞行器数学模型 计算流体动力学 敏感性分析 气动力计算 风险因素 面向控制建模

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全球海域最优声速计算模型的综合选定(一) 被引量：7

8

作者 陆秀平 黄辰虎 +2 位作者 周丰年 吴宝勤 黄贤源 《海洋测绘》 CSCD 2016年第3期16-20,24,共6页

海水声速是海洋环境观测的基本要素之一,基于特定深度处的温度盐度等信息并结合声速经验模型可计算海水声速。当前诸多中文文献关于声速经验模型表达存在一些分歧甚至错误,核实了多个常用声速经验模型的正确表达。这也是开展全球海域调... 海水声速是海洋环境观测的基本要素之一,基于特定深度处的温度盐度等信息并结合声速经验模型可计算海水声速。当前诸多中文文献关于声速经验模型表达存在一些分歧甚至错误,核实了多个常用声速经验模型的正确表达。这也是开展全球海域调查测量时选择最优声速计算方案的前提和基础。 展开更多

关键词 海洋测量 海洋调查 海水声速 声速计算模型 温度 盐度

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一种复合材料跨声速颤振模型的部分结构相似设计方法 被引量：4

9

作者 李少华 杨智春 谷迎松 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期339-343,共5页

部分结构相似设计方法是一种较为实用的复合材料颤振模型设计方法,可用于飞机机翼、尾翼的跨声速颤振模型设计。该方法采用部分结构相似颤振模型设计策略,在动力相似模型的基础上,增加对主要受力构件和蒙皮的布置及传力路线的模拟。从... 部分结构相似设计方法是一种较为实用的复合材料颤振模型设计方法,可用于飞机机翼、尾翼的跨声速颤振模型设计。该方法采用部分结构相似颤振模型设计策略,在动力相似模型的基础上,增加对主要受力构件和蒙皮的布置及传力路线的模拟。从而可以提高模型刚度分布和质量分布的模拟精度,进而提高振动特性和颤振特性的相似程度。以某飞机平尾跨声速颤振模型设计过程为例,对该方法进行验证。模型的质量特性测量结果与模态特性试验结果表明设计方法的合理性和正确性。 展开更多

关键词 复合材料 跨声速颤振模型 部分结构相似设计 动力相似

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高超声速圆球模型飞行流场的数值模拟和实验验证 被引量：6

10

作者 柳军 乐嘉陵 杨辉 《流体力学实验与测量》 CSCD 北大核心 2002年第1期67-73,79,共8页

对高超声速圆球模型飞行流场进行数值模拟 ,分别采用空气完全气体模型、平衡气体模型以及热化学非平衡 1 1组元气体模型求解非定常轴对称N -S方程组。使用有限差分时间相关法捕捉激波 ,得到了定常流场的解。差分方程隐式部分采用了LU -... 对高超声速圆球模型飞行流场进行数值模拟 ,分别采用空气完全气体模型、平衡气体模型以及热化学非平衡 1 1组元气体模型求解非定常轴对称N -S方程组。使用有限差分时间相关法捕捉激波 ,得到了定常流场的解。差分方程隐式部分采用了LU -SGS方法以避免矩阵运算 ,对化学反应和振动能量源项采用预处理矩阵以解决刚性问题。由计算结果处理得到的阴影图和干涉条纹图与再入物理弹道靶实验照片进行了对比分析 ,验证了实验中圆球飞行流场大部分区域接近于平衡状态。 展开更多

关键词 热化学非平衡 数值模拟 飞行器 实验 高超声速圆模型 飞行流场

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低超重高强度全复材跨声速颤振模型设计制造与试验 被引量：3

11

作者 冉玉国 李秋彦 程勇 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2014年第S1期146-150,共5页

采用MSC Laminate Modeler模块复材结构精细建模技术,该文准确建立了某飞机部件的全复材跨声速颤振风洞试验件动力学模型,通过静、动力力学综合优化,实现了低超重模型的设计。借助于高精度预浸料铺层技术与热压成型工艺成功制备了全复... 采用MSC Laminate Modeler模块复材结构精细建模技术,该文准确建立了某飞机部件的全复材跨声速颤振风洞试验件动力学模型,通过静、动力力学综合优化,实现了低超重模型的设计。借助于高精度预浸料铺层技术与热压成型工艺成功制备了全复材跨声速颤振模型,通过地面试验验证了该模型具有结构强度高、动力学特性精度高、分散性小、时效性好等诸多优点。复材模型简易装配技术的开发,在保证模型精度的同时大幅降低了生产成本。文中发展的低超重全复材跨声速颤振模型设计制造技术具有广泛的型号应用价值。 展开更多

关键词 全复材跨声速颤振模型 预浸料铺层 热压成型 低超重 高强度 动力学优化

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流体中声速计算模型的开发和预测 被引量：3

12

作者 陈爽 郭绪强 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2007年第3期73-76,81,共5页

针对目前声速模型存在参数难以确定，不能同时适用于气液两种相态等问题，通过分析压力、声速及温度三者的关系，基于PR状态方程开发了声速的新计算模型。在温度为273～364K，压力为0．1～96．5MPa的范围内，利用该模型对水介质中总共12... 针对目前声速模型存在参数难以确定，不能同时适用于气液两种相态等问题，通过分析压力、声速及温度三者的关系，基于PR状态方程开发了声速的新计算模型。在温度为273～364K，压力为0．1～96．5MPa的范围内，利用该模型对水介质中总共124个声速数据点计算的总平均误差为0．61％；乙醇介质中总共48个声速数据点计算的总平均误差为0．53％；对水和乙醇混合物中总共79个声速数据点计算的总平均误差为3．16％。通过和wilson声速模型的预测误差对比，得出PR声速模型预测精度较好。 展开更多

关键词 流体声速 声速计算模型 PR状态方程

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基于最小二乘支持向量机的声速空间变化模型构建 被引量：1

13

作者 魏碧辉 刘翀 +3 位作者 周青 黄贤源 陆秀平 吴太旗 《海洋测绘》 2013年第4期12-15,共4页

建立声速空间变化模型是解决声速剖面代表性误差的有效方法。在对不同声速剖面进行标准化处理的基础上,通过声速训练样本及核函数的选取,提出并实现了一种基于最小二乘支持向量机算法的声速空间变化模型构建方法。为了检验该方法的有效... 建立声速空间变化模型是解决声速剖面代表性误差的有效方法。在对不同声速剖面进行标准化处理的基础上,通过声速训练样本及核函数的选取,提出并实现了一种基于最小二乘支持向量机算法的声速空间变化模型构建方法。为了检验该方法的有效性,选取实测的声速剖面数据进行验证,结果表明该方法能有效地构建声速空间变化模型,从而消除或最大限度地削弱声速剖面代表性误差。 展开更多

关键词 声速剖面代表性误差 最小二乘支持向量机(LS—SVM) 声速空间变化模型

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多层常梯度声速剖面的测深误差改正方法 被引量：5

14

作者 樊小涛 杜泽东 +2 位作者 叶飞 郑亚慧 马耀昌 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2023年第3期178-182,共5页

声速剖面(SVP)是多波束测深重要参数。为提高观测数据质量,在复杂水域地带往往通过声速剖面加密观测法或数据内插法,但始终会产生不同程度的折射误差。本文通过分析声速对测深系统的影响和构建常梯度等效声速模型进行了推导,提出了常梯... 声速剖面(SVP)是多波束测深重要参数。为提高观测数据质量,在复杂水域地带往往通过声速剖面加密观测法或数据内插法,但始终会产生不同程度的折射误差。本文通过分析声速对测深系统的影响和构建常梯度等效声速模型进行了推导,提出了常梯度声速剖面改正模型,较好地解决了声速代替误差或声速剖面不准确带来的影响。试验结果表明,该模型后处理解析的地形边缘数据具有更好的一致性,定量成果优于传统声速剖面改正算法。 展开更多

关键词 多波束测深系统 声速剖面改正 多层常梯度声速剖面模型 声线跟踪

原文传递

CNSVPGets软件获取声速剖面精度分析 被引量：1

15

作者 任宪伟 杜强 +2 位作者 欧阳永忠 王玉峰 周青 《海洋测绘》 CSCD 2015年第6期73-77,共5页

提出最大差、中误差和全程平均差作为声速剖面曲线比较的精度指标。使用CNSVPGets软件对218条实测声速剖面曲线与软件获取剖面曲线进行对比计算,统计了比对曲线的最大水深、最大差、中误差、全程平均差;全部对比曲线的平均水深为1231.3... 提出最大差、中误差和全程平均差作为声速剖面曲线比较的精度指标。使用CNSVPGets软件对218条实测声速剖面曲线与软件获取剖面曲线进行对比计算,统计了比对曲线的最大水深、最大差、中误差、全程平均差;全部对比曲线的平均水深为1231.36m,平均最大差为6.74m/s,平均中误差为2.68m/s,全程平均差为1.72m/s。全程平均差小于5m/s的对比剖面对占95.4%,由此推论软件获取声速剖面的全程平均差极限误差为5m/s,中误差为2.5m/s;用软件获取声速剖面取代实测剖面用于水深测量计算,对测深精度的影响比海道测量规定的深度测量极限误差低1个数量级,因此可以使用软件获取声速剖面用于海道测量的深度测量声速改正。基于软件获取声速剖面的效率和重要性提出了建立和维护中国的全球声速剖面模型的建议。 展开更多

关键词 全球声速模型 中误差 全程平均差 深度测量极限误差 CNSVPGets SVP

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立方晶系单晶材料晶体取向对纵波声速的影响 被引量：5

16

作者 赵洪波 郭广平 邬冠华 《失效分析与预防》 2010年第2期65-69,共5页

单晶材料声速各向异性的特点使传统超声测量在对其厚度测量时存在一定误差。从理论上推导立方晶系单晶材料{100}晶面内的声速模型,设计加工立方晶系单晶材料的声速测量试块,测量超声入射角与晶体不同取向下纵波声速大小,求得该材料的实... 单晶材料声速各向异性的特点使传统超声测量在对其厚度测量时存在一定误差。从理论上推导立方晶系单晶材料{100}晶面内的声速模型,设计加工立方晶系单晶材料的声速测量试块,测量超声入射角与晶体不同取向下纵波声速大小,求得该材料的实际声速模型。从模型中发现该材料不同晶体取向下纵波声速在5300～6130m/s内变化,变化幅度约15.6%。该模型为立方晶系单晶叶片的壁厚误差修正提供了可靠的数据支持。 展开更多

关键词 单晶材料 各向异性 立方晶系 声速模型 超声测厚

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一种新的声速剖面结构参数化方法 被引量：16

17

作者 张旭 张永刚 +1 位作者 张健雪 董楠 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期54-60,共7页

在Munk模型和GDEM模型的基础上,提出了一种新的声速剖面结构参数化模型,即分层声速剖面模型(LSSPM)。模型用含9个参数的四层分段函数分别描述混合层、主跃层、深海声道层和深海等温层的声速结构,形式简明、直观。数值实验结果表明,LSSP... 在Munk模型和GDEM模型的基础上,提出了一种新的声速剖面结构参数化模型,即分层声速剖面模型(LSSPM)。模型用含9个参数的四层分段函数分别描述混合层、主跃层、深海声道层和深海等温层的声速结构,形式简明、直观。数值实验结果表明,LSSPM模型对声速剖面的拟合可达到较高的精度,且对于中国周边的深海和浅海区域有较好的适用性。 展开更多

关键词 声速剖面 Munk模型 GDEM模型 经验正交函数(EOF) 分层声速剖面模型(LSSPM)

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深海声速剖面结构变化对会聚区偏移特性的影响分析 被引量：10

18

作者 庄益夫 张旭 刘艳 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期45-52,共8页

应用分层声速剖面模型(LSSPM)和BELLHOP高斯束声场计算模型,对深海声速剖面结构变化引起的会聚区偏移特性进行了分析。结果表明,声速值的整体变化对会聚区影响很小,而混合层、主跃层、深海等温层及声道轴的变化都会使会聚区位置出现不... 应用分层声速剖面模型(LSSPM)和BELLHOP高斯束声场计算模型,对深海声速剖面结构变化引起的会聚区偏移特性进行了分析。结果表明,声速值的整体变化对会聚区影响很小,而混合层、主跃层、深海等温层及声道轴的变化都会使会聚区位置出现不同程度的偏移。主跃层是上层海洋变化的主要体现,混合层变化对会聚区的影响也是通过改变主跃层的形态结构实现的,跃层强度的增大使会聚区向远离声源方向偏移。深海等温层的声速变化体现了深海水团的结构差异,与主跃层引起的会聚区偏移呈反相变化。声道轴附近的声速变化体现了不同类型中层水团侵入和混合的影响,所引起的会聚区偏移反映了声道轴上层与下层梯度变化的综合效应,声速最小值的增加使会聚区向远离声源方向偏移。 展开更多

关键词 声速剖面 会聚区 分层声速剖面模型(LSSPM) BELLHOP模型

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有限幅度聚焦声束时域模型的一点改进

19

作者 夏荣民 寿文德 《声学技术》 CSCD 2001年第4期152-153,共2页

Jahanggir在一篇文献中 ,对聚焦声场进行了数值模拟。本文对其中衍射积分部分进行了简化 ,提出了用一重积分求解的方法 ,这有利于降低数组维数 ,减少计算的工作量。

关键词 聚焦声场 衍射方程 一重积分 计算 有限幅度聚集声速时域模型 外科手术

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高Mach数格子Boltzmann模型

20

作者 施文平 李静 +2 位作者 胡京兴 洪军 俞慧丹 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期66-69,共4页

在简单声速可调模型的基础上，通过在演化方程中引入一个粒子吸引项，建立了高Ｍａｃｈ数格子Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ模型．利用Ｃｈａｐｍａｎ－Ｅｎｓｋｏｇ渐进展开法推导相应的宏观流体力学方程．模拟结果表明，该模型可降低声速，将Ｍ... 在简单声速可调模型的基础上，通过在演化方程中引入一个粒子吸引项，建立了高Ｍａｃｈ数格子Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ模型．利用Ｃｈａｐｍａｎ－Ｅｎｓｋｏｇ渐进展开法推导相应的宏观流体力学方程．模拟结果表明，该模型可降低声速，将Ｍａｃｈ数提高到５以上，且与理论值吻合． 展开更多

关键词 粒子吸引项 高Mach数流动 格子Boltzmann方程 简单声速可调模型 流体力学 高Mach数格子Boltzmann模型 激波

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