基于双原子非线性本构模型的局部非平衡流动数值研究
流体动力学
2018-02-22 v1 计算物理
摘要
线性 Navier-Stokes-Fourier（NSF）本构关系能够模拟近连续流，但无法描述远离局部平衡的流动。本文给出一种名为非线性耦合本构关系（NCCR）的双原子非线性模型，它源自 Eu 的广义流体力学并由 Myong 提出，作为模拟这些高超声速气体流动的替代方案，目标是在连续区 regime 恢复 NSF 的解，并在过渡 regime 表现更优。为保证稳定计算，针对该双原子非线性本构模型提出了一种可靠高效的耦合算法。详细进行了本构曲线分析，将该耦合算法与 Myong 先前算法比较。仔细研究了这些高超声速绕锥头、空心圆柱-喇叭及 HTV 型飞行器流动的局部流动区域。NCCR 模型的收敛解与 NSF、DSMC 计算及实验作了比较。结果表明，NCCR 模型在连续区 regime 与 NSF 模型同样高效，但在非平衡流中较 NSF 相比更准地吻合 DSMC 与实验。流场与表面参数的差异，暗示了其在局部非平衡区域补救 NSF 缺陷的潜力。
引用
@article{arxiv.1802.07580,
title = {Numerical Investigation on Local Non-equilibrium Flows Using a Diatomic Nonlinear Constitutive Model},
author = {Zhongzheng Jiang and Weifang Chen and Wenwen Zhao and R. S. Myong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.07580},
year = {2018}
}