特征参数对DSMC方法模拟声场中颗粒碰撞的影响

来源：上海理工大学学报杂志2016年第5期北京时间：

作者：郭孝武

单位：上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海 200093;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,上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海 200093;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,上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海 200093;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,上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海 200093;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

摘要：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.

关键词：声场;颗粒;碰撞;直接模拟蒙特卡洛方法;特征参数

基金资助：国家自然科学基金资助项目（51206113，51176128，51576130)；上海市科委科研计划资助项目（13DZ2260900)