爆轰驱动的复杂流体力学的数值模拟

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
91530101
项目类别：
重大研究计划
资助金额：
36.0万
负责人：
倪国喜
依托单位：
北京应用物理与计算数学研究所
学科分类：
A0504.微分方程数值解
结题年份：
2016
批准年份：
2015
项目状态：
已结题
起止时间：
2016-01-01 至2016-12-31

项目参与者：
向美珍；甄亚欣；徐喜华；夏勤智；刘晶晶；肖敏；
关键词：
爆轰复杂状态方程钝感炸药移动网格混合流体

项目摘要

Detonation is an important part of physics in engineering, its production, development and propagation are complex procedure, because it involves material combination and complex of the equation of states, it is much difficult in numerical simulation, this project is the continuous work based on the previous one, which is in the great research plan, and so we mainly concerns the following problems: 1.To construct the physical variables of the mixed cell, to get the physical variables such as sound speed, pressure and temperature etc..2.To construct efficient solver by the new variables; especially the physical variables on the boundary of the cells by efficient iteration to get the fluxes on the boundary.3.To study the strategy of the movement of the meshes based on the distribution of the physical variables in the reactive regions, and so to get high resolutive solver;4.To study its application of the new methods achieved in this project, especially the detonation contains complex equation of states, such as JWL，and thus to provide some useful information for practice engineering.This project can explore a new method for multimaterial large distortion simulation

爆轰是工程物理领域重要的研究内容，它的发生、发展与传播是一个复杂的流体动力学过程，涉及到多流体的混合与复杂的状态方程，本项目将在前期工作的基础上做更深入的研究，拟研究爆轰驱动下复杂流体力学的数值方法。主要内容：（1）研究混合单元的物理量的构造. 基于化学反应区反应物与产物的状态量与反应进程量的关系，构造混合物状态方程的表达式，得到混合物声速、温度与压力等物理量;（2）根据混合单元的物理量. 为构造单元界面的物理量，需要研究设计高效、稳定的迭代方法，求解反应区的多相流的黎曼问题，从而得到数值通量;（3）研究网格移动策略. 结合移动网格方法以及反应区物理量剧烈变化的特点，构造一种高精度、高分辨率格式数值模拟方法，研究含化学反应复杂流体力学数值模拟方法;（4）将研究成果应用于钝感炸药的数值模拟，为工程实际问题提供有价值的信息。本项目的研究可以为多介质大变形流体力学的数值模拟开辟新的途径。

结项摘要

计算流体力学是一门应用性很强的科学，爆轰流体力学的数值方法是其重要内容之一。爆轰是工程物理领域重要的研究内容，它的发生、发展与传播是一个复杂的流体动力学过程，涉及到多流体的混合与复杂的状态方程，本项目在前期工作的基础上做了更深入的研究，主要研究爆轰驱动下复杂流体力学的数值方法。其内容包括如下几个方面：研究了混合单元的物理量的构造.基于化学反应区反应物与产物的状态量与反应进程量的关系，构造混合物状态方程的表达式，得到了混合物声速、温度与压力等物理量;根据混合单元的物理量. 为构造单元界面的物理量，需要研究设计高效、稳定的迭代方法，求解反应区的多相流的黎曼问题，从而得到了数值通量;研究了网格移动策略. 结合移动网格方法以及反应区物理量剧烈变化的特点，构造了一种高精度、高分辨率格式数值模拟方法，研究了含化学反应复杂流体力学数值模拟方法;典型的实用模型的数值模拟. 将研究成果应用于钝感炸药的数值模拟，特别是模拟了含JWL类状态方程的爆轰问题，为工程实际问题提供了一些帮助。