• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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吴宗铎, 严谨, 庞建华, 孙一方, 张大朋. 基于等熵曲线与Hugoniot曲线下的一种防奇点Mie-Grüneisen多介质混合模型[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0102
引用本文: 吴宗铎, 严谨, 庞建华, 孙一方, 张大朋. 基于等熵曲线与Hugoniot曲线下的一种防奇点Mie-Grüneisen多介质混合模型[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0102
WU Zongduo, YAN Jin, PANG Jianhua, SUN Yifang, ZHANG Dapeng. An Anti-Singularity Mie-Grüneisen Mixture Model Based on Isentropic and Hugoniot curves[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0102
Citation: WU Zongduo, YAN Jin, PANG Jianhua, SUN Yifang, ZHANG Dapeng. An Anti-Singularity Mie-Grüneisen Mixture Model Based on Isentropic and Hugoniot curves[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0102

基于等熵曲线与Hugoniot曲线下的一种防奇点Mie-Grüneisen多介质混合模型

doi: 10.11883/bzycj-2025-0102
基金项目: 国家自然科学基金(11702066);不得著录涉密项目();广东省基础与应用基础研究基金(2024A1515012815);广东省基础与应用基础研究基金(2022A1515011562);

An Anti-Singularity Mie-Grüneisen Mixture Model Based on Isentropic and Hugoniot curves

  • 摘要: Mie-Grüneisen多介质混合模型可以很方便地应用于Mie-Grüneisen状态方程下的多介质问题中。在Mie-Grüneisen状态方程中, 等熵与Hugoniot绝热曲线是两种典型的参考状态曲线。然而,这两类曲线存在奇点,利用体积分数进行界面处理时则会造成困难,而传统混合模型却习惯将体积分数作为色函数来使用。其中的难点在于体积分数模型会因界面的扩散形态而产生零碎的流体体积。这些零碎的体积使得部分等熵曲线中会出现声速在界面附近不合理的偏高,并在收敛性条件下需要耗费更多的时间步来计算。另一方面,奇点会使得Hugoniot参考状态曲线下声速出现负值,阻断计算的进行。为了避免产生零碎的体积,这里将质量分数代替体积分数,并将流场中占一定比例的介质密度的倒数定义为比容。重定义后的比容,可以使得相对体积不小于流场整体的相对体积。这样,声速在界面附近形成一个低谷形状并避免出现峰值。另外,Mie-Grüneisen混合模型中部分方程含有参考状态参数的导数项,这些导数项在界面附近被定义成加权平均,但如果用质量分数直接做加权平均容易出现负值。为了保证界面附近不出现负值,对界面处的参考状态进行了优化。数值算例表示,质量分数虽然对计算结果的影响十分微弱,但是它可以在等熵状态曲线下保证声速稳定,从而使用比体积分数更少的时间步。同时,质量分数还能在Hugoniot曲线下很好的处理声速的负值。这样可以保证计算既平稳又准确。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-04-01
  • 网络出版日期:  2025-09-17

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