基于 Baer-Nunziato 模型的强冲击波在致密颗粒层上传播的数值模拟
流体动力学
2023-10-23 v2 计算物理
摘要
本研究探讨了利用 Baer-Nunziato 两相流模型对铺设在不可渗透壁面上的致密颗粒层表面传播的强冲击波进行数值模拟的可行性。问题的设置遵循全尺寸实验。数学模型基于二维 Baer-Nunziato 方程组，并考虑了颗粒固相中产生的粒间应力。计算算法基于带有压力松弛过程的 HLLC 方法。所开发的算法被证明对具有显式界面和强冲击波的两相问题是高效的。这些问题是冲击波与颗粒床或颗粒层相互作用所产生的典型问题。与其他作者的模拟和全尺寸实验进行了比较。对于透射压实波和颗粒接触角，包括它们对传播冲击波强度的依赖关系，获得了与实验合理的一致。颗粒接触角随入射冲击波马赫数增大而增大，而透射压实波角减小。给出了压实区域厚度随传播冲击波强度增大而减小的现象解释。其主要原因是压实颗粒栓塞中颗粒体积分数的最大值随冲击波强度增大而升高。
引用
@article{arxiv.2308.09628,
title = {Numerical Simulation of Shock Wave Propagation Over a Dense Particle Layer Using the Baer-Nunziato Model},
author = {Pavel Utkin and Petr Chuprov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.09628},
year = {2023}
}