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界面初始扰动形态影响RM不稳定过程的数值研究被引量：4: 2014年; 采用Navier-Stokes(NS)方程对激波诱导扰动界面的Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定增长过程进行了二维数值模拟,分析了初始扰动条件对反射波前后界面扰动增长的影响,并与已有的模型预测结果进行了对比和分析。研究结果发现:单模初始的扰动振幅和扰动波长都直接影响反射波前后的界面增长速率;多模随机初始的扰动振幅和扰动波长对于反射波前后界面增长的影响没有单模扰动明显,其扰动增长行为均和单模大波长扰动的增长行为相似。; 蒋华董刚朱跃进陈霄; 关键词：激波

小扰动界面形态对RM不稳定性影响的数值分析被引量：6: 2014年; 采用Navier–Stokes方程对入射激波及其反射激波连续诱导小振幅扰动界面的Richtmyer–Meshkov不稳定性增长过程进行了二维数值模拟,分析了单模和随机多模两种不同初始形态的界面上钉结构和泡结构在反射激波作用前后的发展特性.研究结果发现:单模扰动的初始界面形态对反射激波前、后界面的扰动增长都有影响,反射激波前的界面形态信息可以通过钉和泡结构之间的反转传递到反射激波过后.扰动界面上钉结构的发展速度控制了界面混合区总体的发展速度,反射激波前界面上发展成具有完整冠部形态的钉,在反射激波后会反转成复杂的泡结构,此泡结构对反射激波后钉的发展不利.随机多模界面显示了与单模界面类似的发展规律,但随机多模界面上的复杂泡结构分布的不对称性使得其对钉结构增长的拖曳效应相对要弱,这导致了相似扰动波长下多模随机界面的扰动发展相对单模界面扰动发展要快.; 蒋华董刚陈霄; 关键词：激波

多次激波诱导正弦扰动预混火焰界面失稳的数值研究被引量：3: 2017年; 激波诱导火焰失稳是实际中常见的现象,为深入研究火焰失稳特性,采用三维单步化学反应的Navier-Stokes方程和9阶weighted essentially non-oscillatory(WENO)的高精度格式,对不同马赫数的入射激波及其反射激波多次诱导正弦型预混火焰界面失稳的现象进行了三维数值模拟,并对计算结果的可靠性进行了验证。研究结果显示,在激波的多次作用下,火焰界面的演变过程主要受Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定特性和化学反应特性的双重影响,且随着入射激波强度的增强,上述2种特性均得到进一步强化。为构造体现反应性RM不稳定特性的参数,根据火焰界面混合区平均涡量和化学反应速率,提出了表征界面受不稳定性和化学反应影响的量纲一参数。通过分析发现,在同一入射激波强度下,该参数的对数形式随入射激波和反射激波的多次作用呈基本相同的线性增长趋势;对不同马赫数的入射激波,该参数对数形式的线性增长率也基本一致。这样的变化表明该量纲一参数能够反映反应性RM不稳定过程中火焰界面发展的内在规律。; 陈霄董刚蒋华吴锦涛; 关键词：激波 WENO

激波诱导正弦型预混火焰界面的RM不稳定性研究: 针对激波管中入射激波及其反射激波诱导的正弦型预混火焰界面的RM不稳定过程进行了二维数值模拟,使用九阶WENO格式和十阶中心差分格式对带化学反应的Navier-Stokes (NS)方程进行求解.考察了初始扰动振幅、入射激...; 蒋华董刚陈霄

激波与火焰面相互作用数值模拟的GPU加速被引量：5: 2016年; 为考察计算机图形处理器(GPU)在计算流体力学中的计算能力,采用基于CPU/GPU异构并行模式的方法对激波与火焰界面相互作用的典型可压缩反应流进行数值模拟,优化并行方案,考察不同网格精度对计算结果和计算加速性能的影响.结果表明,和传统的基于信息传递的MPI 8线程并行计算相比,GPU并行模拟结果与MPI并行模拟结果相同;两种计算方法的计算时间均随网格数量的增加呈线性增长趋势,但GPU的计算时间比MPI明显降低.当网格数量较小时(1.6×104),GPU计算得到的单个时间步长平均时间的加速比为8.6;随着网格数量的增加,GPU的加速比有所下降,但对较大规模的网格数量(4.2×106),GPU的加速比仍可达到5.9.基于GPU的异构并行加速算法为可压缩反应流的高分辨率大规模计算提供了较好的解决途径.; 蒋华董刚陈霄; 关键词：激波 GPU 异构系统加速比

预混火焰RM不稳定过程的时间尺度特性研究: 激波与火焰的相互作用过程在自然界(超新星爆炸)和工程实际(超燃冲压、爆炸灾害)中十分常见,研究这种相互作用过程具有重要的意义.从物理过程来看,激波与预混火焰界面的相互作用过程属于反应性Richtmyer-Meshkov(...; 陈霄董刚蒋华; 关键词：预混火焰; 文献传递

激波诱导预混火焰界面RM不稳定性的数值研究: 受扰动的气体密度界面在受到激波冲击时，由于界面上密度梯度与压力梯度方向的不一致，会在界面上产生涡量的沉积，进而导致界面扰动的增长，即形成所谓的Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定现象，这是一种基本的流体不稳定...; 蒋华; 关键词：数值模拟

激波诱导火焰变形、混合和燃烧的数值研究被引量：8: 2013年; 为了深入研究激波诱导的火焰变形以及由此带来的混合和燃烧变化特性,采用带单步化学反应的Navier-Stokes方程和高网格分辨率,对平面入射激波及其反射激波诱导球形火焰变形的现象进行了二维数值研究,计算结果与实验结果较好吻合。研究结果显示,在反射激波作用前,火焰的变形和皱褶主要受入射激波诱导等物理过程影响;而在反射激波与失稳火焰作用后,燃烧放热率、火焰有效面积和界面长度均迅速增加,控制火焰变形的机制逐渐向化学反应(燃烧)过程过渡;在失稳火焰发展的后期,增强的燃烧过程能够削弱火焰界面的皱褶,进而抑制未燃气和可燃气的混合。由此可以得出结论,激波诱导的火焰界面通过变形可促进界面两侧未燃气与可燃气的混合,进而强化燃烧过程,但燃烧的增强却反过来能抑制混合;认识两者之间的关系有助于利用或控制激波-火焰相互作用过程。; 朱跃进董刚刘怡昕范宝春蒋华; 关键词：激波燃烧

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蒋华