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真空羽流中相变过程DSMC仿真方法研究: 2024年; 真空燃气羽流快速膨胀过程中,其中的H_(2)O和CO_(2)等组元容易发生凝结相变现象.为了研究真空羽流中水蒸气的相变产物冰晶对羽流红外信号、侵蚀等污染效应的影响,开展羽流中相变过程的数值模拟方法研究.基于稀薄两相羽流双向耦合DSMC方法,采用经典成核理论和液滴生长理论,建立了真空羽流的相变过程的数值仿真方法.对水蒸气在拉法尔喷管中自凝结试验的仿真.通过与试验结果的对比,对经典成核理论进行了修正,对成核率给出了10^(3)的修正因子,可以得到与试验符合的仿真结果,表明对成核理论修正后,可以应用到稀薄流动的数值模拟中.对某发动机真空羽流相变流场的仿真,在核心区得到与CFD相近的结果.仿真结果表明,在羽流流场中,由于相变,存在较多的冰晶颗粒,在计算条件下,羽流核心区冰晶数密度最大达到10^(15) m^(-3)的量级,冰晶直径在约10^(-8) m的量级.在真空环境下,随着羽流向倒流区无限制膨胀,倒流区流场内也会出现一定数量的冰晶颗粒,数密度从10^(7)~10^(10)m^(-3)的量级,直径在5.0×10^(-10)m的量级.颗粒在空间的数密度、尺寸等分布与气相分布存在差异,需要开展相关污染效应的影响研究.; 李中华李志辉吴俊林; 关键词：真空羽流相变成核数值仿真

一种真空羽流对任意构型设备的影响确定方法: 本发明公开了一种真空羽流对任意构型设备的影响确定方法，该方法将真空羽流场计算与流动对设备表面冲击计算解耦，首先得到设备壁面附近未受扰动状态的流场参数；而后通过构造设备表面网格，采用插值方法得到网格中心点流动参数；最后通过...; 王黎珍郑世贵张旭周耀华迟军史纪鑫王东杜卓林郑伟

一种发动机真空羽流冲击压强和热流密度快速评估方法: 一种发动机真空羽流冲击压强和热流密度快速评估方法，该方法首先通过数值求解N‑S方程和点源法工程经验模型，开展了发动机内外流场分析；通过遍历发动机外流场当地参数，利用动量交换原理和一维绝热流能量方程，给出了当地流动可能对设...; 王黎珍赵会光高洁王昊皇甫松涛关晓东

一种真空羽流喷流试验喷管及喷流总压测量方法: 本发明涉及一种真空羽流喷流试验喷管及喷流总压测量方法，涉及真空羽流喷流试验领域。该试验喷管包括：扰流网、喷管主体和进气管；扰流网与喷管主体焊接；喷管主体与进气管连接；气源通过进气管与喷管主体相连，由气源产生的高压气体通过...; 王瑞庭刘春风何啸天王雪枫刘家骅

真空羽流智能化计算被引量：2: 2022年; 真空环境中,姿轨控发动机工作产生的高温高速真空羽流会对航天器产生气动力、气动热、污染、电磁干扰和视场干扰等效应,影响航天器正常工作甚至任务成败。因此,真空羽流及其效应评估和防护是航天领域的关键科学和工程问题。直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法是真空羽流数值模拟的主流方法,但DSMC是一种粒子模拟方法,非常耗时,严重制约了真空羽流及其效应的评估效率。提出了一种基于卷积神经网络的直接模拟蒙特卡洛(CNN-DSMC)方法。CNN-DSMC的训练集包括两个部分:将DSMC羽流数值模型的几何拓扑与边界条件信息作为训练集的输入,将DSMC数值模拟得到的羽流流场数据作为训练集的输出。将该训练集输入卷积神经网络进行训练,可得到高精度、高效率的真空羽流智能化计算模型,以此预测不同条件下的真空羽流流场。以月球探测器月面着陆过程中的真空羽流场为例,分别使用CNN-DSMC和DSMC数值模拟了在不同着陆高度条件下的真空羽流流场流速和密度。结果显示,两种方法结果基本一致,流场流速和密度的平均相对误差分别小于6.0%和8.8%。但与传统的DSMC方法相比,CNN-DSMC方法的计算速度提升至少4个量级,最大可达6个量级。因此,本文提出的CNN-DSMC方法在真空羽流数值模拟方面具有较强的应用潜力。; 蔡国飙张百一贺碧蛟贺碧蛟刘立辉; 关键词：真空羽流人工智能神经网络

一种发动机真空羽流力热效应的试验系统及方法: 本申请公开了一种发动机真空羽流力热效应的试验系统及方法，该系统包括：控制子系统，用于根据预设的环境信息控制真空环境子系统提供真空环境；真空环境子系统，用于提供并保持发动机点火过程中的真空环境；验证器子系统，用于实现点火操...; 舒燕张旭辉邢卓异张伍叶青曹瑞强于杭健庞彧何秋鹏

一种发动机真空羽流力热效应的试验系统及方法: 本申请公开了一种发动机真空羽流力热效应的试验系统及方法，该系统包括：控制子系统，用于根据预设的环境信息控制真空环境子系统提供真空环境；真空环境子系统，用于提供并保持发动机点火过程中的真空环境；验证器子系统，用于实现点火操...; 舒燕张旭辉邢卓异张伍叶青曹瑞强于杭健庞彧何秋鹏; 文献传递

多功能探针及真空羽流检测装置: 本发明提供了一种多功能探针及真空羽流检测装置，涉及真空羽流参数检测技术领域，本发明提供的多功能探针包括第一收集模块、第二收集模块以及与第一收集模块连接的限位组件；第一收集模块具有用于收集流场离子的发射灯丝；第二收集模块套...; 蔡国飙白君香袁军娅韩木天翁惠焱; 文献传递

一种真空羽流对任意构型设备的影响确定方法: 本发明公开了一种真空羽流对任意构型设备的影响确定方法，该方法将真空羽流场计算与流动对设备表面冲击计算解耦，首先得到设备壁面附近未受扰动状态的流场参数；而后通过构造设备表面网格，采用插值方法得到网格中心点流动参数；最后通过...; 王黎珍郑世贵张旭周耀华迟军史纪鑫王东杜卓林郑伟; 文献传递

基于直接模拟蒙特卡洛方法的真空羽流不确定量化研究被引量：4: 2020年; 真实流动环境下的真空羽流必然存在着各种不确定性,那么确定性输入条件的数值模拟必然会存在偏差,因此需进一步研究不确定性对羽流流动特征的影响规律。本文采用直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法,对不确定性输入的羽流流场进行模拟;采用稀疏的概率配置点方法对来流、壁面及模型参数等输入不确定量进行描述,对不确定性的传播和输出目标的平均值、方差及不确定度进行计算。研究表明,流场不确定性沿流线传播至流速最大处之后迅速增强,并在声速线前出现骤减的现象;传播至声速线之后,挡板壁面输入不确定性的影响凸显。其中最为显著的是,压力不确定度在挡板驻点位置达到全场最大值,约为输入不确定量(3.54%)的2.1倍。此外,温度跳跃不确定度受到壁面温度不确定性输入的限制而近似保持为一个恒定值,约为输入不确定度的0.8倍。进而,壁面热流不确定度(5.54%)比壁面正应力不确定度(6.25%)略小,切应力不确定度最小(5.07%)。Sobol’全局敏度分析表明,喉道速度和喉道压力的输入不确定性对气动力/热不确定度的贡献是最大的,且远远超过了壁面温度和模拟分子直径不确定性输入的贡献。; 陈浩林震刘成诚张斌刘洪; 关键词：真空羽流气动特性

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