粒子-网格混合方法在对流传热问题的数值模拟研究

"这篇论文由李勇霖、陈荣华、田文喜、秋穗正和苏光辉共同撰写，发表于《原子能科学技术》杂志，主题聚焦于对流传热问题的粒子-网格混合方法的数值模拟。文章探讨了移动粒子半隐式（MPS）方法在处理不可压缩流体中的应用，特别是针对那些涉及大变形和相变的问题，该方法显示出其独特的优势。尽管MPS方法在某些方面表现出色，但在对流传热问题的模拟中，可能会遇到挑战，因此，研究团队提出了粒子-网格混合方法来增强其性能和准确性。" 在对流传热问题的研究中，MPS方法是一种基于拉格朗日框架的粒子法，它跟踪每个粒子的位置和运动，以模拟流体的行为。这种方法在处理非线性动力学、自由表面流动以及流动与固体界面相互作用等问题时特别有效。然而，当涉及到对流传热，即流体内部热量传递和流体与固体壁之间的热交换时，MPS方法可能需要与其他技术结合，以更好地捕捉温度场的细节和传热过程。 为了解决这个问题，粒子-网格混合方法被提出。这种混合方法结合了粒子方法的优点，如对复杂几何形状的适应性和流动变形的精确描述，同时利用网格方法的优势，例如在处理连续区域的热传导和对流方程时的效率。通过将粒子方法与有限差分或有限元方法等网格方法相结合，可以实现更准确的温度场模拟，特别是在处理边界条件和空间分辨率时。 论文中可能详细阐述了粒子-网格混合方法的具体实现步骤，包括如何在粒子和网格之间转换信息，如何处理边界条件，以及如何求解耦合的流体动力学和热传输方程。此外，研究可能还包括了数值实验，以验证新方法的有效性和精度，可能对比了传统MPS方法和混合方法的结果，并分析了不同参数对模拟结果的影响。 文章的发表遵循了严格的学术规范，经过了同行评审，确保了研究成果的创新性、科学性和先进性。网络首发论文在正式出版前已通过录用定稿阶段，内容符合出版要求，不存在学术不端行为。在《中国学术期刊（网络版）》上发布的网络首发论文被视为正式出版，这表明该研究得到了学术界的认可，并将以快速的方式向公众和研究者提供最新的科研成果。 这篇论文对于理解和改进对流传热问题的数值模拟方法具有重要意义，对于从事流体力学、热力学以及相关领域的研究人员来说，提供了新的工具和技术，有助于推动相关领域的发展。