氣動(dòng)熱輻射的直接蒙特卡洛法模擬.pdf

1、直接模擬蒙特卡洛法(DSMC)是近年來迅速發(fā)展起來的一種有效的計(jì)算稀薄氣體非平衡流的工程計(jì)算方法。它以分子動(dòng)力論為基礎(chǔ),從分子微觀角度出發(fā)來模擬Boltzmann方程所描述的物理過程,有效的解決了包含有熱化學(xué)非平衡反應(yīng)及熱輻射等物理化學(xué)過程在內(nèi)的稀薄氣體流動(dòng)的問題,在稀薄氣體動(dòng)力學(xué)學(xué)科中獲得了廣泛的應(yīng)用。本文采用可變硬球(VHS)模型,Larsen-Borgnakke非彈性碰撞能量交換模型模擬了圓柱繞流,獲得了流場(chǎng)的溫度、密度、壓強(qiáng)等物

2、理量的分布情況；重點(diǎn)考察了一維激波結(jié)構(gòu),獲得了不同馬赫數(shù)下的激波位置、厚度；采用Bird的TCE化學(xué)反應(yīng)模型,模擬了楔形繞流流場(chǎng),再現(xiàn)了“真實(shí)氣體”效應(yīng)。通過計(jì)算不同楔角下的流場(chǎng)分布情況,重點(diǎn)分析并討論了壓力系數(shù)、熱流系數(shù)的變化情況。在此基礎(chǔ)上,本文以原子分子輻射理論為基礎(chǔ)計(jì)算得到了流場(chǎng)內(nèi)的輻射吸收、發(fā)射系數(shù),研究結(jié)果為進(jìn)一步求解高溫非平衡氣動(dòng)熱輻射耦合問題打下了基礎(chǔ)。在上面論述的基礎(chǔ)上,本文構(gòu)造了含有非平衡反應(yīng)的稀薄氣體流動(dòng)的DSMC