郭孝武, 凡凤仙, 胡晓红, 苏明旭

(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)



特征参数对DSMC方法模拟声场中颗粒碰撞的影响

郭孝武1,2, 凡凤仙1,2, 胡晓红1,2, 苏明旭1,2

(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)

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.

声场; 颗粒; 碰撞; 直接模拟蒙特卡洛方法; 特征参数

目前,用于声凝并的数值模拟方法可归纳为区域算法、矩量法和直接模拟蒙特卡洛(direct simulation Monte Carlo,DSMC)方法[8].其中,DSMC方法立足于气体分子运动论,将所计算的实际颗粒场用取样颗粒场进行置换,对每一个取样颗……