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特征参数对DSMC方法模拟声场中颗粒碰撞的影响
  • ISSN号:1007-6735
  • 期刊名称:《上海理工大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:X513[环境科学与工程—环境工程]
  • 作者机构:[1]上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093, [2]上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室,上海200093
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51206113,51176128,51576130); 上海市科委科研计划资助项目(13DZ2260900)
中文摘要:

直接从颗粒受力和运动出发,基于直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法建立颗粒碰撞模型,模拟声场中颗粒的碰撞过程,通过改变模拟条件,探讨DSMC方法中的特征参数(取样颗粒的数目权重、网格数目、时间步长)对颗粒碰撞率和计算时间的影响.结果表明:频率越大,颗粒容积份额变化越迅速,颗粒空间分布越不均匀;数目权重的增加对颗粒碰撞率影响较小,而对计算时间的影响显著,使其迅速减少;网格数目增加,碰撞率降低,计算时间则先迅速降低,随后在低频时基本不变,高频时略有上升.研究还发现:随着碰撞时间步长的增加,低频声场中碰撞率单调增加,高频声场中碰撞率先增加而后出现波动;碰撞时间步长的增加将引起计算时间减少,减少量在碰撞步长较小时最为明显.

英文摘要:

An inter-particle collision model was established based on the direct simulation Monte Carlo(DSMC)method as well as the force analysis and the motion equation.The collision process of the particles in acoustic field was examined.Through changing the numerical simulation conditions,the influences of the characteristic parameters,such as the weight value of the number of sampling particles,the cell number and the time-step size used in DSMC method,on the particle collision rate and computational time were discussed.The results show that the higher the acoustic frequency is,the more rapidly the particle volume fraction changes and the more unevenly the particles are distributed in space.The increase of the weight value of the number has a small effect on the collision rate,but it significantly reduces the computational time.As the cell number increases,thecollision rate decreases,whereas the computational time decreases rapidly at first and then almost keeps constant at lower acoustic frequency and increases slightly at higher acoustic frequency.It is also found that as the time-step size for determining the inter-particle collision increases,the collision rate increases monotonously at lower frequency,while it increases at first and then fluctuates at higher frequency.The increase of the time-step size results in the decrease of the computational time and the decrease is more obvious with a smaller time-step size.

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期刊信息
  • 《上海理工大学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:上海市教育委员会
  • 主办单位:上海理工大学
  • 主编:庄松林
  • 地址:上海市军工路516号489信箱
  • 邮编:200093
  • 邮箱:xbzrb@USST.edu.cn
  • 电话:021-55277251
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-6735
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1739/T
  • 邮发代号:4-401
  • 获奖情况:
  • 上海市高等学校优秀自然科学学报一等奖,1999年获全国优秀高等学校自然科学学报及教育部优...,1995年获机械工业部优秀科技期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5359