文档介绍：绝缘颗粒系统中颗粒摩擦电荷分布?绝缘颗粒物质系统内部存在的摩擦生电是一种常见的现象, 但并不为人们充分研究。发展了高超声速激波干涉的蒙特卡洛直接模拟方法(DSMC) 。 DSMC 研究中分子碰撞模型包括硬球模型( HS ),可变硬球模型( VHS )和可变软球模型( VSS )。运用 DSMC 对双锥绕流和 Edney 四类激波干涉进行了数值模拟,并与实验结果进行了对比。高超声速双锥绕流的模拟结果表明,三种分子碰撞模型均能模拟压力系数和斯坦顿数的变化趋势,硬球分子碰撞模型的 DSMC 模拟结果与实验结果对比更为吻合度。 Edney 四类激波干涉的模拟结果表明,硬球模型和可变硬球模型的 DSMC 模拟结果均能与实验结果吻合, ?近年来在工业和环境等领域中的很多技术,经常需要对颗粒流中的摩擦生电具备深刻的认识才能够很好的发挥作用但是可变软球模型的 DSMC 模拟结果与实验结果对比误差较大。两类流动的模拟结果均表明, DSMC 数值模拟的精度与 Kn 数和分子碰撞模型密切相关。随着努森数 Kn 的减小,误差加大。在硬球模型、可变硬球模型、可变软球模型三类分子碰撞模型中,硬球模型的误差最小。本文的研究表明:当 Kn 数超过 ×〖 10 〗^(-5) 时,硬球模型的 DSMC 模拟结果与实验结果的误差控制在 10% 之内。。?基于高能态电子假说,本文中发展了一套解析模拟来预测颗粒流系统中的摩擦生电现象。概要介绍了点源出平面程序采用的显式计算方法,说明了程序的主要功能、输入输出参数和调用方法。计算了 3种典型点源荷载与不同输入参数情况下的数值算例,并给出了相应计算结果。基于计算结果重点分析讨论了方法与程序的近源稳定性、精度以及相关问题。研究结果表明,在内域波动的数值稳定性条件△x≥ Cs △t得到满足的前提下,本文的方法和程序具有以下几点不同于传统的特色:其一是,具有令人难以置信的近源稳定性;在虚拟边界极限接近点源荷载时,也能给出稳定的数值模拟结果。其二是,具有超强的阻尼稳定性;在超越常用工程阻尼比的变化范围内( 0≤c≤ ),均可以给出稳定的数值模拟结果。其三是,具有数值模拟的稳定性不受积分步长影响, 通过改变积分步长可以实现模拟超高频或超低频出平面波动的特点。其四是,具有内域和虚拟边界波动位移的数值模拟精度均达到3阶精度的特点。?建立了颗粒摩擦生电与颗粒粒度的依赖关系,揭示了粒度范围对摩擦电荷产生的概率大小的影响。对雷诺数 Re=900 时,相互作用参数和磁约束因子对磁钝体尾迹中导电流体流动和传热的影响进行了数值研究。相互作用参数的取值为 9, 12 和 15 ,而约束因子从等间隔增加到。在非均匀交错网格的基础上,运用压力隐式算子分割法(PISO) 求解不可压粘性导电流体的压力和速度场。计算结果表明,涡脱落频率是不随相互作用参数和磁约束因子的变化而变化的。而且磁钝体尾迹中复杂的涡结构能强化壁面和流体的换热,换热增长率的最大值可达 18% 。对于固定的磁约束因子和雷诺数,压降损失并没有随着哈特曼数的增加而呈现出明显的变化。?尽管颗粒系统中单个颗粒的具体带电量无法准确预测,论文中给出了其因摩擦带电可能具有的电荷的上限值。简单示例并说明了 2阶透射边界的近源失稳模式和 2阶优化透射边界的近源无失稳表现。结合虚拟