《基於混合建模的多流體數值方法研究》是依託北京套用物理與計算數學研究所，由田保林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於混合建模的多流體數值方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：田保林
- 依託單位：北京套用物理與計算數學研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
可壓縮多流體問題在武器物理、慣性約束聚變和航天工程等領域有著廣泛的套用背景，其中多介質大變形流動以及由此發展形成的多流體混合流動的物理建模與數值模擬一直是相關研究的難點和前沿問題。為此本項目擬開展如下研究：(1)分析混合格線中不同物質拉氏體積的變化關係，建立物理上自洽合理的混合格線封閉模型，發展能夠統一描述多介質流動和多相混合流動的多流體模型汗旬廈方程。（2）構造適應於多流體計算的近似Riemann解，建立能夠統一模擬多介質大變形和多流體混合流動的高精度多流體ALE方法。(3)發展基於多流體混合的多相流模型方程，分析多相流模型方程的特徵結構，構造能夠有效處理方程非守恆項的多相流路徑守恆格式。本項目以實盼市際工程領域的數值模擬需求為牽引，開展多流體混合建模與數值方法研究，建設具有較高精度和置信度的多流體數值模擬計算方法體系，將能為實際工程問題提供有力的方法和程式支撐，有創新性和較高的套用價值。
結題摘要
可壓縮多流體複雜流動問題在武器物理、慣性協棵籃約束聚變和航天工程等領域有著廣泛的套用背景，如何對其進行精密化的數學物理建模和發展高精度、高解析度數值方法一直是相關研究的難點和前沿問題。為此，本項目以武器物理高置信度數值模擬平台建設需求為牽引，凝練其中的關鍵科學問題，重點開展了如下研究。 （1） 混合格線封閉模型與多流體ALE方法：分析了多介質混合格線中不同物質體積組分的變化關係，建立物理上自洽合理的混合格線封閉模型，且所提出的混合格線封閉模型能夠反映混合格線內不同流體壓縮性的差異，在此基礎上發展了能夠統一描述多介質流動和多相混合流動的多流體模型方程，構造了適應於多流體計算的近似Riemann解，建立照嘗阿協能夠統一模擬多介質大變形和多流體混合流動的高精度多流體ALE方法。 （2） 高精度無振盪多介兆櫻挨罪質流動數值方法：針對常用的高精度格式在接觸間斷或物質界面處容易出現非物理振盪的問題，分析了常用高精度差分格式產生非物理振盪的數值機理，給出了消除非物理振盪的解決辦法，實現精捉盛了可壓縮多相流問題的高精度、高解析度數值模擬。 （3） 多相流模型方程路徑守恆格式：針對多相流模型方程非守恆帶來的離散困難，分析了兩相流模型方程的波繫結構，給出了適用於兩相流模型方程的近似Riemann解，發展了能夠克服非守恆項離散困難的路徑守恆格式。 （4） 多介質和多相流數值方法的套用研究：本項目所發展的數學物理模型、高精度數值方法已經套用於武器物理數值模擬平台建設和湍流混合的高精度數值模擬，為實際工程套用提供了有力的計算方法和程式支撐。 本項目在混合格線封閉模型、多流體ALE方法和多相流高精度數值模擬方法研究等方面取得了顯著進展。基於項目研究成果，共完成期刊、會議論文共36篇，其中Sci論文10篇，Ei論文5篇，核心期刊論文3篇，項目成員獲得軍隊科技拒盛道進步一等獎3人次（排名2,3,10）。
