基于非结构网格的斜爆轰波流场数值模拟

【摘要】：采用非结构网格和基元反应模型,对二维斜爆轰波流场进行了数值模拟研究,建立了模拟高超声速化学反应非平衡流的数值方法,并进行了模拟二维斜爆轰波流场并行算法的研究。主要结果如下: (1) 应用化学反应的详细机理,建立了适合多组分含有限速率化学反应流体流动的数学模型。基于非结构网格,构造了多组分化学反应非平衡流数值模拟的高精度有限体积TVD格式。对圆锥绕流和高速锥形实验弹丸诱导的斜爆轰波流场进行了数值模拟工,获得了与实验照片相吻合的结果。 (2) 针对爆轰波流场数值模拟的单机资源不足、计算时间长等问题,研究了基于PC机的斜爆轰波流场数值模拟的网络并行计算方法。对圆锥绕流和高速实验弹丸诱导的斜爆轰波流场进行了并行模拟,有效地缩短了计算时间,扩展了计算规模,证明了该并行算法的合理性和实用性,为斜爆轰波流场数值模拟研究提供了新的手段。