吕浩宇
- 作品数：12 被引量：51H指数：5
- 供职机构：北京航空航天大学宇航学院更多>>
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- 相关领域：航空宇航科学技术理学天文地球更多>>
- 磁流体压缩管道热电磁流动特性研究
- 2011年
- 利用磁流体五波模型对低磁雷诺数下压缩管道中磁流体流动进行数值模拟。该模型由带有电磁作用强制项的Navier-Stokes方程组与电势Poisson方程组成,数值格式分别采用严格保证熵条件的熵条件格式和中心差分格式。数值模拟对不同磁作用数下的不同几何外形管道进行数值模拟研究,结果表明在磁流体压缩管道中,由于发生器模式提取能量的影响,使得管道马赫数和总焓均下降,而流动在电极壁面上发生了分离。在中心流动区域,随着磁作用数的增大而产生严重的涡电流。计算比较了磁流体压缩发生器与直方管道型发生器的性能参数,说明直方管道的性能优于压缩管道。
- 吕浩宇
- 关键词：数值模拟
- 磁尾等离子片中偶极化锋面的数值模拟研究
- 2015年
- 利用守恒型TVD格式对8波模型磁流体方程组进行数值模拟,对磁尾中偶极化锋面的物理和演化特性进行研究.构建了由BBF类型通量管机制产生的偶极化锋面数值模拟模型,该模型由磁尾平衡模型、亚暴增长相模型和亚暴触发及BBF形成模型三部分组成.数值模拟结果很好地再现了磁尾中BBF类型通量管机制产生的偶极化锋面特性.伴随着高速流的出现,磁场B_z分量呈非对称双极变化结构,即锋面前减小为负值,在锋面上急剧增大.当B_z增大到极大值后回落并趋于稳定.随着偶极化锋面伴随地向高速流向地球运动,偶极化锋面上B_z的变化越来越小.
- 申井然曹晋滨吕浩宇符慧山
- 关键词：MHD数值模拟
- 三维超声速磁流体发生器的流动特性被引量：11
- 2009年
- 应用三维非理想低磁Reynolds数磁流体五方程模型发展了对带有强制项的Navier-Stokes方程组采用熵条件格式,对椭圆型电势方程采用SOR进行迭代的数值方法,研究了磁流体发生器的性能.计算结果显示,发生器内的M数和总焓均呈下降趋势,流动在电极壁面上发生了分离,而且在核心流动区域沿着磁场方向展现出二维流动效应.在管道中心流动区域,电流线发生扭曲,随着磁作用数的增大而趋于明显,甚至出现涡电流.在通道中不同的流向截面上,其诱导涡电流也不同,并在绝缘壁面之间形成的M形的速度型.在绝缘体横截面的边角流场中出现一个涡状二次流,从而在边角上也诱导出与之对应的涡电流.最后计算了磁流体发生器在不同算例下的性能参数,说明了为提高发生器的性能,应该提高磁作用数.
- 吕浩宇李椿萱董海涛
- 关键词：数值模拟
- Hall效应对磁流体压缩管道电磁流动特性的影响被引量：6
- 2010年
- 利用磁流体五波模型对低磁雷诺数下磁流体压缩管道中考虑Hall效应的流动进行数值模拟.该模型由带有电磁作用强制项的Navier-Stokes方程组和考虑了Hall效应及离子潜行效应的电势Poisson方程组成,数值格式分别采用严格保证熵条件的熵条件格式及中心差分格式.数值模拟结果说明在压缩管道中心流动区域电流线发生扭曲,并出现涡电流;而Hall效应延缓了涡电流的产生,同时该效应可引起流场、电场以及Joule热的不对称分布.最后计算了磁流体压缩管道的性能参数,通过与直方管道的比较,说明Hall效应将导致磁流体发生器的性能下降,而且直方管道的性能优于压缩管道.
- 吕浩宇李椿萱
- 关键词：数值模拟
- 近磁尾TC-1观测到伴随有高速流的ULF波及不稳定性分析被引量：4
- 2014年
- 2004年8月3日近地TC-1卫星在磁尾XGSM^-12RE的等离子体片内,观测到了伴随着高速流的低于离子回旋频率的波,即超低频波(ULF,Ultra Low Frequency).该波垂直分量的振幅在高速流及其振荡减速期间大致相当;而平行分量振幅在高速流时明显大于其振荡减速时.利用一个扰动双流模型对完全磁化离子横场漂移驱动的电磁不稳定性计算后,预测结果表明:(1)对于垂直分量来说,横场漂移速度与Alfvén速度的比值影响不稳定性增长率和激发波频率,随其比值增加,增长率变大,激发波频率从负值增加到正值.(2)对于平行分量来说,温度各向异性时等离子体热速度与Alfvén速度比值只影响不稳定性增长率和激发波频率,未改变不稳定性模类别;而温度各向同性时离子横场漂移速度与Alfvén速度比值既影响不稳定性模的种类及其分支,又影响激发波频率.进一步将卫星观测到的等离子体密度、温度、整体流速和磁场代入模型方程,进行数值计算与上述预测结果对比后发现:卫星观测中垂直分量的功率谱密度(PSD,Power Spectrum Density)增强时间和频段与理论模型中由β//、β⊥和v⊥/VA引起不稳定性激发的波一致;卫星观测中平行分量的功率谱密度增强时间与理论模型基本相符,但是前者的频率明显地低于后者.因此,除了需考虑平行磁场的离子整体流速对不稳定性激发波频率的可能影响,还需要统计上进一步核实伴随有高速流的ULF波与不稳定性的相关性.
- 马玉端曹晋滨符慧山杨俊英吕浩宇杨建王志强
- 关键词：高速流功率谱密度
- 三维非理想高磁雷诺数磁流体流动的数值模拟被引量：3
- 2010年
- 对三维高磁雷诺数下非理想可压磁流体方程组发展了基于TVD的守恒格式.八波模型磁流体方程组属于非严格的非凸双曲型方程组,Powell对该方程组进行了修正并建立了一组新的磁流体方程组.修正后的方程组形式上非守恒,不能直接采用守恒型格式.针对该方程组构造了基于TVD的守恒格式,并通过一维磁流体激波管问题进行了验证;对不同情况下的非定常磁流体Rayleigh问题和定常Hartmann问题数值模拟结果和解析解的比较说明算法可靠性较高,可采用此算法对高磁雷诺数下的磁流体问题(如宇宙磁流体问题、钝头体高超声速绕流)进行有效的数值模拟.
- 吕浩宇李椿萱
- 关键词：磁流体数值模拟
- 乘波构型飞行器磁流体进气道一体化概念设计被引量：5
- 2008年
- 采用准一维的磁流体方程组对设计状态下内磁流体发生器进行参数设计,利用斜激波理论设计磁流体进气道一体化的外形.以该外形为基点,对安装五对电极的内磁流体发生器采用五方程模型进行三维数值模拟,并通过调节其磁作用数以满足准一维假设下设计的进气道外形.研究表明,磁流体进气道最小出口流动均匀参数可以作为判别内发生器最优磁作用数的准则,在该磁作用数下内磁流体发生器可以有效地提高进气道的性能.
- 吕浩宇李椿萱曹德一
- Hall效应对三维磁流体发生器的影响被引量：9
- 2008年
- 应用三维非理想低磁雷诺数磁流体五方程模型发展了对带有强制项的Navier-Stokes方程组采用熵条件格式,对椭圆型电势方程采用SOR进行迭代的数值方法,研究了Hall效应对磁流体旁路超燃冲压发动机中磁流体发生器流动及性能的影响.磁流体发生器采用电子束获得有效可靠的电导率.计算结果表明,Hall效应可引起流场和电场的扭曲,从而诱导出不稳定二次流的发展与演变,并破坏Joule热的分布.对这些磁流体现象作出了较详细的分析.最后计算了磁流体发生器的性能参数,说明Hall效应将导致磁流体发生器的性能下降.
- 吕浩宇李椿萱董海涛陈刚
- 关键词：数值模拟
- MHD加速器模式磁控进气道的优化设计被引量：10
- 2010年
- 为提高超燃冲压发动机进气道在非设计状态下的性能,对磁控进气道进行了研究。采用二维磁流体动力学(MHD)模型对加速器模式的磁控进气道进行了数值模拟和参数优化。分析了电磁作用使空气流率增加的原因,选取了一组优化的设计参数进行数值模拟,确定了磁流体关键参数与进气道主要性能参数的匹配原则。分析表明磁场的大小和方向以及电磁作用的位置对进气道性能有重要影响;唇口附近及上方的电磁作用对增加空气流率起到了关键的作用,磁流体加速器可以显著增加进气道的空气捕获率和压缩比,但由于不可逆效应总压恢复系数会减小。研究结果表明,当飞行马赫数小于设计马赫数时加速器模式的磁控进气道可以提高进气道的性能。
- 郑小梅吕浩宇徐大军蔡国飙
- 关键词：超燃冲压发动机磁流体动力学磁控进气道
- 横截面形状对超声速磁流体发生器性能的影响被引量：2
- 2015年
- 通过三维数值模拟研究了不同横截面形状的磁流体(MHD)发生器的热、电磁流动特性,发生器入口采用超声速来流条件,旨在应用于磁流体旁路超燃冲压发动机推进系统。数值模拟采用低磁雷诺数下磁流体五方程模型,通过熵条件格式和超松弛迭代(SOR)法联合算法分别求解Navier-Stokes方程组和电势方程。研究表明在电极壁面上电场、电流以及洛伦兹力等电磁场参数呈周期性变化,由于电极端点效应,电磁场参数在电极端点出现周期性的极值,而在管道中心电极端点效应对电流影响并不大,沿着流向电流保持连续变化。对不同管道横截面形状的发生器的数值模拟表明:由于涡电流和二次流效应的影响,形状参数较小的发生器焦耳热较为严重,二次流较弱;而形状参数较大的发生器焦耳热较小,二次流增强。因此,当形状参数α=0.8时可获得较好的焓提取率和电效率。
- 吕浩宇甄华萍李椿萱张义宁
- 关键词：高超声速飞行器数值模拟形状参数
