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热完全气体的热力学特性及其N-S方程的求解 被引量:31
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作者 梁德旺 李博 容伟 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期424-429,共6页
首先用五次多项式拟合给出了温度在 5 0~ 3 0 0 0 K范围内的热完全空气的焓值与温度之间的函数关系式 ,导出了其它热力参数 e,cp,cv 和 γ的表达式。接着提出了热完全空气总温、总压的计算方法 ,并将其计算结果与量热完全空气的结果进... 首先用五次多项式拟合给出了温度在 5 0~ 3 0 0 0 K范围内的热完全空气的焓值与温度之间的函数关系式 ,导出了其它热力参数 e,cp,cv 和 γ的表达式。接着提出了热完全空气总温、总压的计算方法 ,并将其计算结果与量热完全空气的结果进行了比较。最后 ,将该热完全空气模型用于 N-S方程求解 ,对 NAPA软件进行了改进 ,并用该软件对高马赫数钝体绕流流场和乘波体流场进行了计算 ,分析了气体真实效应对流场结构及参数的影响。结果表明 ,本文提出的总温、总压计算方法及对 NAPA软件的改进是成功的 。 展开更多
关键词 完全气体 计算流体力学 热力学特性 N-S方程 解题方法 空天飞行器 气动构型 数值拟合
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用格子Boltzmann模型模拟可压缩完全气体流动 被引量:4
2
作者 孙成海 《计算物理》 CSCD 北大核心 2000年第4期388-394,共7页
采用一种新的格子Boltzmann模型模拟超音速流动。在这种模型中 ,粒子的速度不受限制 ,可以取得很广。而平衡分布函数的支集却相对集中 ,使模型得以简化。粒子速度的这种自适应特性允许流体以较高的马赫数流动。通过引入粒子的势能使得... 采用一种新的格子Boltzmann模型模拟超音速流动。在这种模型中 ,粒子的速度不受限制 ,可以取得很广。而平衡分布函数的支集却相对集中 ,使模型得以简化。粒子速度的这种自适应特性允许流体以较高的马赫数流动。通过引入粒子的势能使得该模型适用于具有任意比热比的完全气体。利用Chapman Enskog方法 ,从BGK型Boltzmann方程推导出Navier Stokes方程。在六边形网格上模拟了马赫数为 3的前台阶绕流 ,得到了合理的结果。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN N-S方程 完全气体流动
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完全气体一元变截面不定常带激波流动的一套显式解析解 被引量:1
3
作者 蔡睿贤 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期159-163,共5页
本文绘出了可压缩完全气体一元变截面不定常带撤波流动的一套代数显式解析解。据作者所知此解是不定常带激波流的第一个显式解析解。此解除在理论上有其重要意义外,还可以用来作为检验各种数值解及研究各种数值解法之用,也有重大实用... 本文绘出了可压缩完全气体一元变截面不定常带撤波流动的一套代数显式解析解。据作者所知此解是不定常带激波流的第一个显式解析解。此解除在理论上有其重要意义外,还可以用来作为检验各种数值解及研究各种数值解法之用,也有重大实用价值。 展开更多
关键词 解析解 不定常流 带激波流 可压缩完全气体
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完全气体格子Boltzmann热模型 被引量:3
4
作者 孙成海 王保国 沈孟育 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期51-54,共4页
为建立一种具有任意比热比的完全气体多速度格子 Boltzm ann热模型 ,引入粒子的势能来调整压能与热力学能的关系 ;利用 Chapm an- Enskog方法从 BGK型的格子Boltzmann方程推导出了 Navier- Stokes方程和能量方程。对一维正弦波形式的能... 为建立一种具有任意比热比的完全气体多速度格子 Boltzm ann热模型 ,引入粒子的势能来调整压能与热力学能的关系 ;利用 Chapm an- Enskog方法从 BGK型的格子Boltzmann方程推导出了 Navier- Stokes方程和能量方程。对一维正弦波形式的能量衰减过程进行了模拟 ,测得的热扩散率与理论预测值相吻合。还模拟了绕加热平板的二维强制热对流问题 。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN 完全气体 热模型 热输运
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混合气体流动的一种数值模拟方法
5
作者 于明 张波 任健 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2005年第2期258-262,共5页
本文建立一个数值模拟完全气体混合流动的理论模型。该模型首先应用混合气体的Euler方程和每种气体组分的质量分数方程来控制流动。为了消除混合网格内气体组分界面附近出现的非物理振荡,我们假定混合气体的每种组分达到了动力学平衡状... 本文建立一个数值模拟完全气体混合流动的理论模型。该模型首先应用混合气体的Euler方程和每种气体组分的质量分数方程来控制流动。为了消除混合网格内气体组分界面附近出现的非物理振荡,我们假定混合气体的每种组分达到了动力学平衡状态然而尚未达到热力学平衡状态。这种思想导致需要另外给定每种气体组分的总能量方程。为使用高分辨格式来求解这组双曲型偏微分方程并且简化对所需要的Jacobi矩阵的推导,混合气体的压力方程也被耦合起来。Godunov型的波传播方法被采用来离散求解所获得的控制方程。从典型算例结果来看,一维问题的数值解与精确解一致,二维问题的数值解与理论分析一致。这说明本文的理论模型是合理的。 展开更多
关键词 混合气体流动 完全气体 组分能量方程 波传播方法
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真实气体效应对Ma10级进气道流动的影响 被引量:12
6
作者 张启帆 岳连捷 +3 位作者 贾轶楠 张新宇 李欣 高雄 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1042-1050,共9页
为了探究高马赫数超燃冲压发动机高速飞行时真实气体效应对进气道流场的影响,仿真获得了不同气体模型下Ma10级进气道流场结构和性能。结果表明:进气道主流流场温度较低,不足以触发空气的离解反应,反应仅发生在边界层内,但反应程度较低,... 为了探究高马赫数超燃冲压发动机高速飞行时真实气体效应对进气道流场的影响,仿真获得了不同气体模型下Ma10级进气道流场结构和性能。结果表明:进气道主流流场温度较低,不足以触发空气的离解反应,反应仅发生在边界层内,但反应程度较低,远未达到化学平衡状态,除了边界层温度及热载荷特性,其流场结果则更为贴近冻结流流场,因而化学非平衡模型与热完全气体模型的进气道通流流场结构和性能基本一致。而真实气体效应导致边界层特性的不同,对进气道起动特性产生影响,吸热离解反应通过对进口分离包的抑制和增大进口马赫数将进气道的再起动马赫数从9.8降低到9.4。在对进气道在宽速域应用中的钝化设计研究发现,真实气体效应虽然对前缘钝化进气道流场的压力分布和性能无明显影响,但是其能起到整体降低壁面热流的作用,不仅钝头处的热流降低了1MW/m2,通道内的热流也整体降低了0.1MW/m2。 展开更多
关键词 真实气体效应 高马赫数进气道 化学非平衡气体模型 完全气体模型 前缘钝化 再起动性能
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气体体积粘性对二维环形激波聚焦的影响 被引量:3
7
作者 李馨东 赵英奎 +2 位作者 欧阳碧耀 胡宗民 姜宗林 《计算物理》 CSCD 北大核心 2017年第4期394-402,共9页
基于体积粘性系数ζ的分子运动论和连续介质理论,对二维环形激波聚焦(马赫数Ma=2.0)的体积粘性效应进行数值研究,结果表明:对于热完全气体,体积粘性使得激波汇聚中心点处的压力减小、温度增加、密度减小,聚焦点物理参数的改变量分别可达... 基于体积粘性系数ζ的分子运动论和连续介质理论,对二维环形激波聚焦(马赫数Ma=2.0)的体积粘性效应进行数值研究,结果表明:对于热完全气体,体积粘性使得激波汇聚中心点处的压力减小、温度增加、密度减小,聚焦点物理参数的改变量分别可达20%、10%、30%,体积粘性效应对环形激波聚焦的影响是不可忽略的;与转动模态相比,在振动模态下环形激波聚焦的体积粘性效应更为明显,因为激波聚焦点附近的体积粘性应力ζΔ·V与热力学压力p达到同一数量级,从而显著改变了流动参数. 展开更多
关键词 可压缩流动 完全气体 体积粘性效应 激波聚焦
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Van der Waals气体定常一维流的数值求解
8
作者 闵赛金 李秀英 罗时钧 《计算物理》 CSCD 北大核心 1990年第2期241-249,共9页
本文用数值计算方法,分别求解了Van der Waals气体在给定喷管中的等熵,等温无激波流动,并将结果与用完全气体状态方程所获得的计算结果进行比较,分别得到了等熵、非等熵情况下完全气体假设对真实气体的偏差。本文所得的结论对冷冻风洞... 本文用数值计算方法,分别求解了Van der Waals气体在给定喷管中的等熵,等温无激波流动,并将结果与用完全气体状态方程所获得的计算结果进行比较,分别得到了等熵、非等熵情况下完全气体假设对真实气体的偏差。本文所得的结论对冷冻风洞、高超音速风洞技术的发展以及火箭发动机的设计等都有一定的指导意义。 展开更多
关键词 完全气体 定常一维流 数值解
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设想七种可逆过程计算理想气体绝热自由膨胀过程的熵变
9
作者 王九思 《安徽师范大学学报(自然科学版)》 CAS 1987年第4期47-50,共4页
熵是一个态函数,系统从某一初态过渡到某一终态时,它的熵变与过程无关,只与初、终两态有关。因此,当系统经过某一不可逆过程从初态过渡到终态时,为了计算系统的熵变,可以设想一个可逆过程,使系统同样从初态过渡到终态,系统在此设想的可... 熵是一个态函数,系统从某一初态过渡到某一终态时,它的熵变与过程无关,只与初、终两态有关。因此,当系统经过某一不可逆过程从初态过渡到终态时,为了计算系统的熵变,可以设想一个可逆过程,使系统同样从初态过渡到终态,系统在此设想的可逆过程中的熵变便与所讨论的不可逆过程中的熵变相等。但是一般教科书中都没有设想多种可逆过程来计算一个不可逆过程的熵变叙述。本文设想七种可逆过程来计算理想气体绝热自由膨胀过程的熵变。 展开更多
关键词 气体绝热自由膨胀 理想气体 终态 完全气体 热力学过程 可逆过程 初态
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关于理想气体定义的讨论
10
作者 白崇礼 《长江大学学报(社会科学版)》 1984年第2期34-41,共8页
理想气体是整个热学教学中的一个十分重要的概念。然而对它的定义这样一个基本问题,在各种教科书上不仅说法不一,而且还有容易造成混乱甚至不妥当的地方。当然,一个定义并不是一成不变的,它是随着科学的发展而发展,随着教学的深入而逐... 理想气体是整个热学教学中的一个十分重要的概念。然而对它的定义这样一个基本问题,在各种教科书上不仅说法不一,而且还有容易造成混乱甚至不妥当的地方。当然,一个定义并不是一成不变的,它是随着科学的发展而发展,随着教学的深入而逐步深入的。因此在教材组织和教学过程中,如何既照顾教学的循序渐进性又考虑定义本身的科学性是一个值得探索的问题。本文想就理想气体的定义进行一些讨论。 展开更多
关键词 理想气体 统计力学 物态方程 完全气体 统计物理学 玻意耳定律 定义
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用于可压缩Navier-Stokes方程的格子Boltzmann模型 被引量:3
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作者 闫广武 王波 《吉林大学自然科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期15-18,共4页
通过引入多速度和多能级 ,解除了标准格子 Boltzmann方法用于可压缩 Navier-Stokes方程存在低 Mach限制和一阶精度的限制 。
关键词 格子BOLTZMANN方法 可压缩NAVIER-STOKES方程 完全气体 计算流体力学 能级 可压缩流体力学 速度
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机动弹头高超声速粘性绕流数值模拟 被引量:1
12
作者 刘伟 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2001年第4期428-432,共5页
采用空间二阶精度的交替方向隐式分解的NND格式求解完全气体假定下的非定常薄层近似Navier-Stokes方程,并采用抛物化的椭圆型方程生成复杂带翼弹头的空间网格。最后给出了机动弹头在M_∞=7.3,α=20°下的流场计算结果。计算结果表明... 采用空间二阶精度的交替方向隐式分解的NND格式求解完全气体假定下的非定常薄层近似Navier-Stokes方程,并采用抛物化的椭圆型方程生成复杂带翼弹头的空间网格。最后给出了机动弹头在M_∞=7.3,α=20°下的流场计算结果。计算结果表明:本文所采用的计算网格及计算方法可以适用于高超声速复杂流场的数值模拟。 展开更多
关键词 机动弹头 高超音速流动 数值模拟 Navier-Stokes方程 粘性绕流 隐式分解 NND格式 完全气体 网格 高超音速空气动力学 计算流体力学
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高超声速火箭橇气动热理论分析
13
作者 赵卫星 余远锋 闫华东 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第S02期154-158,196,共6页
分析了高超声速火箭橇橇体在运动中所涉及的气动热计算问题,对于8Ma以下的气动热问题,介绍了量热完全气体与热完全气体热力学参数计算方法,并通过数值计算比较了不同速度下两种气体的热力学参数变化情况,在低马赫数时,两种气体计算结果... 分析了高超声速火箭橇橇体在运动中所涉及的气动热计算问题,对于8Ma以下的气动热问题,介绍了量热完全气体与热完全气体热力学参数计算方法,并通过数值计算比较了不同速度下两种气体的热力学参数变化情况,在低马赫数时,两种气体计算结果的差别不大,随着来流速度的增大,两种气体计算结果的差值增大。对于8Ma以上的气动热问题,介绍了高温真实气体的气动热计算方法,为高超声速火箭橇的气动热计算奠定了理论基础。 展开更多
关键词 高超声速 火箭橇 气动热 完全气体 真实气体
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关于逸度教学的讨论
14
作者 项望楚 《城市学刊》 1987年第6期102-109,共8页
在物理化学教学上,对处理实际气体,逸度概念占有重要地位。然而,逸度概念对教和学都带来了一定的难度,对于初学者尤为突出。本文拟以深入浅出的观点,谈一些肤浅的看法,供参考。
关键词 实际气体 理想气体 校正因子 概念 完全气体 校正系数 思维形式 逸度系数 热力学函数
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推导熵是一个状态函数的新方法
15
作者 尚通明 《河西学院学报》 1988年第2期138-140,共3页
在化学热力学及物理化学的教学中,介绍熵的概念是一个重点和难点。我们知道熵是一个状态函数,它可以作为一个判断过程可逆与否的判据,是一个热力学性质。但是要证明熵是一个热力学状态函数,一般教科书都是将理想气体作为工作物质通过卡... 在化学热力学及物理化学的教学中,介绍熵的概念是一个重点和难点。我们知道熵是一个状态函数,它可以作为一个判断过程可逆与否的判据,是一个热力学性质。但是要证明熵是一个热力学状态函数,一般教科书都是将理想气体作为工作物质通过卡诺热机的操作进行证明,而在证明了熵是状态函数之后,卡诺热机这一名词又很少提到,有些教科书则对熵是状态函数的证明忽略,一带而过,这显然是一种缺陷,为此本文介绍了一个推导熵是状态函数的新的简单方法。 展开更多
关键词 状态函数 理想气体 积分 完全气体 积分学 体积功 化学热力学
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高压燃气管道输气量计算探讨
16
作者 邢春雷 《绿色环保建材》 2020年第5期14-14,17,共2页
探讨城镇高压燃气管道输气量计算,提出输气量计算应根据实际工况,合理选择输气效率;分析壅塞流动中的声速影响因素,并提出适合工程计算的声速计算公式;最后针对计算结果,需校核管道内燃气是否达到壅塞流动。
关键词 燃气管道 壅塞 临界压力 声速 完全气体声速
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Temperature distribution of the incompletely mixed fluid flowing in the tubes and the unmixed fluid crossing over the tubes 被引量:1
17
作者 WANG Jun CHEN Liang-cai +2 位作者 HE Wei FENG Xtao-qiang LIU Wei 《Journal of Energy and Power Engineering》 2007年第1期49-56,共8页
A new model is established to describe heat exchanging of the incompletely mixed fluid flowing in the tubes and the unmixed fluid crossing out of the tubes in the heat-exchangers especially in air cooler. In the model... A new model is established to describe heat exchanging of the incompletely mixed fluid flowing in the tubes and the unmixed fluid crossing out of the tubes in the heat-exchangers especially in air cooler. In the model, a new method of analyzing volume is proposed to develop the temperature distribution equations of the two fluids --tw(x) and ta(X,,7"). With tw(x) and ta (x, ,7), the curves of the temperature distribution of the two fluids can be obtained. Also tw(x) and ta(x,n) can be used to calculate parameters of structure of an air cooler and to improve performances of it. 展开更多
关键词 air cooler heat-exchangers temperature distribution analyzing volume
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高温气体效应下的牛顿流理论数值模拟研究
18
作者 张宝虎 王源杰 《战术导弹技术》 北大核心 2017年第5期22-27,共6页
为了验证牛顿流理论的效度,在高超声速高温气体效应下设计验证模型,对比牛顿流理论解析解和数值模拟结果,证明牛顿流理论在高温气体效应下仍然具有相当高的效度。研究表明完全气体模式下的牛顿理论仍然可以移植到高温气体情形下,在高温... 为了验证牛顿流理论的效度,在高超声速高温气体效应下设计验证模型,对比牛顿流理论解析解和数值模拟结果,证明牛顿流理论在高温气体效应下仍然具有相当高的效度。研究表明完全气体模式下的牛顿理论仍然可以移植到高温气体情形下,在高温气体效应下为飞行器设计提供前期的概念指导。 展开更多
关键词 高超声速空气动力学 完全气体 高温气体 牛顿流
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高超声速飞行器推进系统建模 被引量:4
19
作者 肖地波 陆宇平 +2 位作者 姚克明 刘燕斌 陈柏屹 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期944-951,共8页
为在高超声速飞行器设计初期快速地获得推力和推力矩,以满足控制相关分析和建模需要.提出一种推进系统建模方法,基于激波/膨胀波相交理论来建模与机身耦合的进气道模型;用有摩擦变截面加热管来描述双模态燃烧室;将内喷管建模成一维变截... 为在高超声速飞行器设计初期快速地获得推力和推力矩,以满足控制相关分析和建模需要.提出一种推进系统建模方法,基于激波/膨胀波相交理论来建模与机身耦合的进气道模型;用有摩擦变截面加热管来描述双模态燃烧室;将内喷管建模成一维变截面摩擦管,采用动量定理估算推力,并通过曲线拟合得到推力的解析表达式.与CFD计算结果相比,该模型计算得到双模态冲压发动机入口气流马赫数和温度误差小于5%,压强误差小于10%;计算得到的推力随马赫数、燃油当量比和迎角的增大而增加,随高度增加而减小,单个状态平均计算时间小于0.5s.计算结果表明:该建模方法满足面向控制建模的效率和精度需求,有助于此类飞行器设计初期的动力学和控制相关的分析和设计. 展开更多
关键词 降阶模型 高超声速飞行器 推进系统模型 非量热完全气体 激波相交
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德国开发出注射机用于天然气加热系统
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《橡塑机械时代》 2008年第7期37-37,共1页
为了降低塑料加工企业的能源消耗,德国一些公司拟联合研究开发一种用于注塑成型机塑化单元的天然气加热系统。目前他们已经设计出一种由两个半圆柱形部件组成的完全气体加热单元,两部件通过快速动作的压块直接安装到料筒上并形成一个... 为了降低塑料加工企业的能源消耗,德国一些公司拟联合研究开发一种用于注塑成型机塑化单元的天然气加热系统。目前他们已经设计出一种由两个半圆柱形部件组成的完全气体加热单元,两部件通过快速动作的压块直接安装到料筒上并形成一个封闭的紧凑单元。气体/空气混合体为每一个燃烧单元单独制备,位于注射机温度调节器控制的自动点火设备。 展开更多
关键词 加热系统 研究开发 天然气 注射机 德国 加热单元 完全气体
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