李学东 作品数:12 被引量:28 H指数:4 供职机构: 中国空间技术研究院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家教育部博士点基金 国家科技重大专项 更多>> 相关领域: 航空宇航科学技术 理学 一般工业技术 电子电信 更多>>
稀薄气体高超声速流动的热环境研究 准确了解飞行器外部气动热力学环境是直接涉及到飞行器热防护和传热分析的关键问题之一.本文本文采用非结构三角网格单元,应用DSMC(direct simulation Monte-Carlo)方法对对于不同Knudsen数(... 李学东 王保国关键词:气动热力学 高超声速绕流 稀薄气体流动 稀薄气体高超声速流动的非结构DSMC并行化计算 被引量:3 2010年 采用非结构化三角网格为基本网格单元,在可变硬球(VHS)分子模型、Borgnakke-Larsen唯象模型、Bird的化学反应几率模型及壁面CLL反射模型的基础上,本文用Fortran语言编制了能够模拟内能松弛、热力学非平衡和化学非平衡的稀薄气体直接模拟Monte-Carlo(DSMC)源程序。针对多核计算机上进行并行计算实现技术,将并行OpenMP的模型应用于DSMC方法,编制了可在多核计算机中进行数值模拟的非结构DSMC并行程序。分别对不同稀薄领域的不同工况高超声速气体绕圆柱流动问题进行数值模拟,得到热非平衡态对飞行器流场的影响。通过数值结果的比较,验证了编制的DSMC并行程序的正确性和合理性,以双CPU、双核计算机为例,并行后的计算效率提高了近一倍。这些数值结果对飞行器流场特性分析和有效地完成飞行器热防护具有重要意义。 李学东 王保国关键词:高超声速绕流 稀薄气体流动 非结构化网格下二维钝头体绕流DSMC数值模拟 <正>对二维流场区域进行Dalaunay三角形网格剖分,生成计算区域内三角网格的节点坐标和网格标号。这种非结构化网格能够更有效地贴近飞行器几何表面,而且能够在不改变整体网格的前提下方便的对局部网格进行加密。另外,本文还将... 李学东 王保国关键词:DSMC 非结构化网格 激波 文献传递 空间站物资标签高可靠性编码方案 2014年 文章提出了一种用于空间站物资管理的RFID(Radio Frequency Identification)系统电子标签信息编码方案。在该方案中,对电子标签中存储的物资基本信息进行纠错编码,从而增强了信息的可靠性。理论分析表明,与存储更多物资基本信息的原始方案相比,在相同条件下,采用合适的纠错码,新方案的信息可靠性更高。数值仿真结果与理论分析结果相吻合。 许成鑫 魏传锋 李学东关键词:射频识别 电子标签 纠错编码 空间站 基于Nash-Pareto策略的两种改进算法及其应用 被引量:7 2008年 针对多目标、多设计变量的优化问题,提出了两种优化的新算法:一种是将多目标问题转化为单目标时,对目标权重的确定提出了新的途径;另一种是直接对多目标问题进行优化,并对Pareto遗传优化技术作了改进,以得到均匀分布的Pareto最优解集.两种新算法都是建立在Nash的系统分解与Pareto遗传算法的基础上,因此称这类算法为Nash-Pareto策略.借助于这类算法,文中以跨声速压气机双圆弧类叶型的气动优化为例,给出了气动优化的全过程.数值优化的实验表明所给出的改进算法是可行的、有效的. 王保国 刘淑艳 李翔 林欢 李学东关键词:航天推进系统 载人航天器密封系统漏率设计方法 被引量:7 2013年 载人航天器密封舱为航天员提供在轨生活、工作的环境,对密封舱及其环控生保系统、热控制系统、推进控制系统等中各管路的密封性能有严格要求。文章提出了一种漏率设计方法,建立了相应的漏率检测系统,并依据该方法制定了密封舱体和各管路的漏率设计和指标分配的流程。本流程可用作载人航天器舱体密封系统、管路密封系统的漏率设计,对保证载人航天器在轨安全可靠运行有重要参考价值。 李兴乾 张伟 郑昊 张雅彬 李学东关键词:载人航天器 高温高速稀薄流的DSMC算法与流场传热分析 被引量:11 2010年 在非结构网格下,研究了热力学碰撞传能的6种方式和化学反应的8种类型,详细给出了上述碰撞传能和化学反应碰撞类型的子程序计算框图.在可变硬球(VHS)分子模型、Borgnakke-Larsen唯象模型、Bird的化学反应几率模型以及壁面CLL(Cercignani-Lampis-Lord)反射模型的基础上,用Fortran语言编制了能够模拟内能松弛、热力学非平衡和化学非平衡的稀薄气体DSMC(direct si mulation Monte-Carlo)源程序,在地球大气层和火星大气层中完成了Ballute减速装置的8个工况计算(其中Knudsen数从0.05变到30.0,飞行Mach数从26.3变到11.2),并与NASA Langley研究中心2007年发表的计算结果作了比较,本文的结果令人满意.另外,这里用|T-Tv|/T去分析热力学非平衡,用Damk hler数去分析化学反应非平衡,用Stan-ton数去分析飞行器壁面的传热效果,所有这些分析对高温部件的热防护设计十分有益. 王保国 李学东 刘淑艳关键词:非结构网格 非结构化网格下二维钝头体绕流DSMC数值模拟 被引量:1 2010年 本文采用非结构化三角网格为基本网格单元,应用DSMC(直接模拟蒙特卡罗法)方法对超声速稀薄气体钝头体绕流问题进行数值模拟。对不同Knudsen数和不同Mach数下的绕流问题进行数值模拟,得到在高空稀薄气体区域飞行器外部流场变化的一些基本规律。结果表明:随着Knudsen数的增加,激波减弱,激波层厚度增大,激波位置远离钝体表面,壁面热流密度减小;在相同的Knudsen数下,随来流的速度增加,壁面热流密度增大。这些模拟结果对有效的完成飞行器热防护具有十分重要的意义。 李学东 王保国关键词:流体力学 DSMC 非结构化网格 激波 再入飞行中DSMC与Navier-Stokes两种模型的计算与分析 被引量:6 2011年 首次提出了再入飞行过程中"小Knudsen数特征区(即[Kn1,Kn2]域)"的概念,并用直接模拟蒙特卡罗(DSMC)算法与求解Navier-Stokes方程两种模型详细研究了在这个区域中的流动.数值计算表明:采用王保国教授课题组自己编制的DSMC源程序和求解多组分、考虑热力学非平衡以及化学反应非平衡、弱守恒型Navier-Stokes方程组的源程序均可以完成在该区域的流动计算,而且所得流场气动参数的分布趋势大体上基本一致,对应点处相应参数的值相差较小.计算中发现:采用DSMC程序计算时,当来流工况的Knudsen数越小、越接近Kn1时则计算所需的时间越长,使用该程序可以得到[Kn1,Kn2]域的Kn1值,其值近似为0.001 9;采用Navier-Stokes方程的程序时,当来流工况的Knudsen数越大、越接近Kn2时则计算越不易收敛,使用该程序能够得到Kn2值,其值近似为0.012 5.计算中还发现:在流场计算过程中,分别采用DSMC与Navier-Stokes方程的源程序,其对应的来流工况Knudsen数取值分别越接近Kn1与Kn2时,均会出现收敛速度明显变慢的现象.为此,文中给出了加速流场计算收敛的3种措施.正是由于小Knudsen数特征区的存在,因此整个再入过程的所有飞行工况可以通过适当选用DSMC与Navier-Stokes方程的程序完成.显然,这个结论对再入飞行过程中的数值计算来讲是非常重要的. 王保国 黄伟光 钱耕 李翔 李学东关键词:再入飞行 NAVIER-STOKES方程 非结构化网格下二维钝头体绕流DSMC数值模拟 本文采用非结构化三角网格为基本网格单元,应用DSMC(直接模拟蒙特卡罗法)方法对超声速稀薄气体钝头体绕流问题进行数值模拟。对不同Knudsen数和不同Mach数下的绕流问题进行数值模拟,得到在高空稀薄气体区域飞行器外部流... 李学东 王保国关键词:DSMC 非结构化网格 激波 文献传递