位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
基于附加Runge—Kutta方法的高精度气相爆轰数值模拟
  • ISSN号:1000-5773
  • 期刊名称:《高压物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O381[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室,北京100081, [2]北京建筑工程学院理学院,北京100044
  • 相关基金:国家重点基础研究计划(2010CB832706);国家自然科学基金(11032002,11072025)
中文摘要:

多组分反应欧拉方程是气相爆轰的控制方程,其源项存在刚性。应用显式格式求解,由于格式稳定性条件的限制,时间步长远小于CFL(Courant—Friedrichs—Lewy)条件得出的时间步长,给求解带来很大困难。引入一种IMEX(Implicit—Explicit)型附加Runge—Kutta算法,对非刚性对流项进行显式处理,源项用半隐式格式处理,整体具有高精度和L一稳定性,并进行算例考核。在此基础上,利用基元反应模型对气相爆轰问题进行了数值研究。结果表明,该算法能够很好地处理源项引起的刚性问题,准确地捕捉和描述爆轰波的复杂结构和典型特征,同时也能够很好地模拟爆轰波在楔面上的马赫反射问题。

英文摘要:

We report here the additive Runge-Kutta methods for computing reactive Euler equations with a stiff source term, and in particular, their applications in gaseous detonation simulations. The source term in gaseous detonation is stiff due to the presence of wide range of time scales during ther- mal-chemical non-equilibrium reactive processes and some of these time scales are much smaller than that of hydrodynamic flow. The high order, L-stable, additive Runge-Kutta methods proposed in this paper resolved the stiff source term into the stiff part and non-stiff part, in which the stiff part was solved implicitly while the non-stiff part was handled explicitly. The proposed method was successfully applied to simulate the gaseous detonation in a stoichiometric H2-O2-Ar mixture based on a detailed el- ementary chemical reaction model comprised of 9 species and 19 elementary reactions. The results showed that the stiffly-accurate additive Runge-Kutta methods can well capture the discontinuity,and accurately describe the detonation complex wave configurations such as the triple wave structure and cellular pattern.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《高压物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:四川省科学技术协会
  • 主办单位:中国物理学会 高压物理专业委员会 四川省物理学会
  • 主编:邹广田
  • 地址:四川省绵阳市919信箱110分箱
  • 邮编:621999
  • 邮箱:gaoya@caep.cn
  • 电话:0816-2490042
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-5773
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1147/O4
  • 邮发代号:62-132
  • 获奖情况:
  • 中国物理类核心期刊,EI、CI收录期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:3617