【技术实现步骤摘要】
一种基于离散粒子
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有限元网格耦合模型的界面计算方法及装置
[0001]本专利技术涉及界面作用研究
，尤其涉及一种基于离散粒子
‑
有限元网格耦合模型的界面计算方法及装置。
技术介绍
[0002]高超声速飞行器在临近空间滑翔、飞行或再入过程中，由于强烈的激波和黏性摩擦阻力而产生高温气体效应，导致激波层内气体分子的内能被激发，粒子发生解离、电离等反应，进一步引发飞行器热防护系统近壁面发生复杂的物理化学作用过程，对飞行器气动力特性和气动热环境造成严重影响，给飞行器表面材料的防热设计带来极大挑战。
[0003]气固多相催化反应或液固多相催化反应中，气体在催化剂材料内部和表面发生反应，产生复杂的吸热/放热和传热等过程，导致催化剂材料温度发生变化，严重影响了催化剂的性能，为反应材料的研制和反应过程的放大设计带来挑战。
[0004]因此，气固表面相互作用或液固表面相互作用是航空航天和材料化学领域研究的重要问题，它在多相催化、吸附、分离、高超声速飞行器热防护系统、稀薄气体动力学等很多...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于离散粒子
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有限元网格耦合模型的界面计算方法，其特征在于，所述界面计算方法包括如下步骤：(1)针对界面体系，对界面一侧的气相和/或液相建立离散粒子模型，对界面另一侧的固相建立有限元网格模型；(2)根据气相和/或液相与固相之间实际的作用过程，选取界面之间传质、传热或反应中任意一种或至少两种组合的作用过程，并对所述作用过程选择特定的模型方程；(3)根据气相和/或液相与固相之间物质和/或能量的转变过程，以步骤(2)中所述模型方程为基础建立物质和/或能量在离散粒子模型和有限元网格模型之间的关联，完成计算模型的构建；(4)根据步骤(3)所述计算模型进行模拟计算。2.根据权利要求1所述的界面计算方法，其特征在于，步骤(1)中所述离散粒子模型中离散粒子包括质点粒子、规则几何结构粒子或不规则几何结构粒子中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的界面计算方法，其特征在于，步骤(1)中所述离散粒子的参数包括质量、位置、原子直径、分子直径、平动速度、热速度、化学键键能、悬挂键键能、吸附热、转动能、振动能或电子能中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1～3任一项所述的界面计算方法，其特征在于，步骤(1)中所述有限元网格模型包括二维表面网格模型或三维网格模型。5.根据权利要求1～4任一项所述的界面计算方法，其特征在于，步骤(1)中所述有限元网格模型的参数包括网格形状、网格尺寸、材料密度、材料比热容、材料热导率、材料表面辐射系数、网格吸收热量、网格放出热量和材料温度；优选地，所述有限元网格模型的参数还包括反应位点的尺寸和反应位点的形状；优选地，所述有限元网格模型的参数还包括吸附位点的尺寸和吸附位点的形状。6.根据权利要求1～5任一项所述的界面计算方法，其特征在于，步骤(2)所述传质包括扩散、吸附或脱附中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述传热包括热辐射、热传导或热对流...
【专利技术属性】
技术研发人员：李成祥，邱天昊，葛蔚，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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