HTR-10堆芯球流运动的唯象学DEM模拟 被引量：8

1

作者 杨星团 刘志勇 +4 位作者 胡文平 姜胜耀 桂南 朱宏晔 屠基元 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2231-2237,共7页

清华大学研发的lOMW高温气冷堆（HTR10）是国际上重要的先进实验反应堆，球流运动的研究具有基础性地位。通过唯象的方法对HTR10堆芯的球流运动进行了离散元数值模拟，通过已由实验验证的计算程序，采用与HTR-10堆芯1：1的计算模型，计... 清华大学研发的lOMW高温气冷堆（HTR10）是国际上重要的先进实验反应堆，球流运动的研究具有基础性地位。通过唯象的方法对HTR10堆芯的球流运动进行了离散元数值模拟，通过已由实验验证的计算程序，采用与HTR-10堆芯1：1的计算模型，计算了27000个元件单元的运动，包括不同摩擦系数厂和不同底部锥角A下的球流运动。结果表明：在HTR-10堆芯设计条件下，球流运动较均匀，堆芯底部不存在滞留区；f越大或A越大，堆芯球流越均匀，表现出更好的整体性向下运动；当厂达到0．8上限时，HTR-10堆芯球流依然保持了整体性运动，底部无任何被滞留的球。本工作对进一步优化球床式高温气冷堆堆芯设计具有重要意义。 展开更多

关键词 HTR-10 球流 离散单元法

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等径球颗粒群流动特征实验研究 被引量：2

2

作者 余莲英 李艳洁 徐泳 《中国农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期116-120,共5页

为考察等径球颗粒流动特性以便正确地设计模型试验或简化离散元计算,进行了透明可视的二维(单层紧密排列)平底仓钢珠卸料实验、拟二维矩形料槽玻璃球卸料实验和三维半圆柱平底仓玻璃球卸料实验。结果表明:二维(单层)精确等径球颗粒床具... 为考察等径球颗粒流动特性以便正确地设计模型试验或简化离散元计算,进行了透明可视的二维(单层紧密排列)平底仓钢珠卸料实验、拟二维矩形料槽玻璃球卸料实验和三维半圆柱平底仓玻璃球卸料实验。结果表明:二维(单层)精确等径球颗粒床具有微晶格效应,因此流动是畸变的;半圆柱仓的三维流动不出现畸变;而第3方向取几个球厚度的拟二维流动也避免了微晶格效应和畸变。透明半圆柱平底仓的玻璃球卸料实验表明用它取代圆柱仓可以较好反映圆柱仓内颗粒流动规律。拟二维和半圆柱仓的简化对诸如球床式核反应堆堆芯内球流一类问题的模型实验和离散元模拟有实用价值。 展开更多

关键词 颗粒 球流 模型实验 料仓 离散元法

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标志球法1m和2m本体二维球流运动特性分析与比较 被引量：3

3

作者 贾新龙 杨星团 +2 位作者 桂南 屠基元 姜胜耀 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期162-166,共5页

为研究球床高度对球流运动特性的影响,根据相似准则的原理建立高温气冷堆二维堆芯的球流运动试验系统,利用标志球的实验方法对球流运动规律进行研究。对1 m和2 m本体球流运动的均值流线、内部流场、标志球的平均滞留时间,以及交混区的... 为研究球床高度对球流运动特性的影响,根据相似准则的原理建立高温气冷堆二维堆芯的球流运动试验系统,利用标志球的实验方法对球流运动规律进行研究。对1 m和2 m本体球流运动的均值流线、内部流场、标志球的平均滞留时间,以及交混区的球流的分布特征和分布区域等进行比较分析。结果表明:二维流动均值流线是光滑对称的流线型,球床边缘和中心的流动相差很大,球床下部的流动不均匀性比上部不均匀性大;增大装球高度球流可以达到更大的分散程度。验证交混区球的高斯分布;标志球的运动区域具有两头小中间大的特点;2 m本体的球床下部的流动均匀性优于1 m本体。 展开更多

关键词 高温气冷堆 球流 离散单元法 滞留区 滞留时间

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球床式高温气冷堆球流及球床辐射的理论与实验研究进展 被引量：2

4

作者 姜胜耀 桂南 +1 位作者 杨星团 屠基元 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1918-1929,共12页

球床堆芯的球流及等效导热系数是直接影响球床式高温气冷堆设计、运行和安全的重要依据,具有重要的意义。清华大学核能与新能源技术研究院近年对球流和球床等效导热系数进行了实验测量、理论研究和数值模拟,全面深入地揭示了球流规律、... 球床堆芯的球流及等效导热系数是直接影响球床式高温气冷堆设计、运行和安全的重要依据,具有重要的意义。清华大学核能与新能源技术研究院近年对球流和球床等效导热系数进行了实验测量、理论研究和数值模拟,全面深入地揭示了球流规律、球流纺及径向内扩散规律、球床几何优化、物性参数影响、球流流态表征及刻画、球床等效导热系数建模等。本文对此进行了回顾总结,并指出了下一步的研究方向。 展开更多

关键词 球床堆 高温气冷堆 球流 等效导热系数

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球床式高温气冷堆球流混流的模拟 被引量：2

5

作者 郝琛 李富 郭炯 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期624-628,共5页

球床式高温气冷堆(HTR)球流运动存在混流的现象,它会对功率峰值等堆芯参数发生影响。该文开发了专门的混流模拟方法,在原球床高温气冷堆分析程序VSOP的基础上开发了新的程序系统MFVSOP。新程序通过设定不同的混流比例可模拟球床式高温... 球床式高温气冷堆(HTR)球流运动存在混流的现象,它会对功率峰值等堆芯参数发生影响。该文开发了专门的混流模拟方法,在原球床高温气冷堆分析程序VSOP的基础上开发了新的程序系统MFVSOP。新程序通过设定不同的混流比例可模拟球床式高温气冷堆堆芯每个流道与相邻流道的混流,实现其与堆芯物理、热工、燃耗等计算耦合并有能力分析球流混流运动对堆芯燃耗分布、功率分布等参数的影响。对于研究球床式高温气冷堆的运行特性及不确定性分析提供了有力的计算工具。 展开更多

关键词 球床式高温气冷堆(HTR) 球流 混流 不确定性

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球流运动的理论模型及数值模拟 被引量：1

6

作者 刘秋生 沈孟育 +3 位作者 朱敦智 胡月东 孙继铭 刘继国 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 1991年第10期17-20,共4页

关键词 球流 数值模拟 反应堆 球床反应堆

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球团流与球流在球床内的混合卸料特性研究

7

作者 葛良 桂南 +2 位作者 杨星团 屠基元 姜胜耀 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期235-241,共7页

为更好地了解球床中球团与单球的双组分体系的流动特性,本文采用离散单元法模拟分析了球床中球团与单球二元混合颗粒材料的卸料特性。球团由3个粘接的单球通过刚性bond组合而成,形成60°、90°、120°和180°夹角。不... 为更好地了解球床中球团与单球的双组分体系的流动特性,本文采用离散单元法模拟分析了球床中球团与单球二元混合颗粒材料的卸料特性。球团由3个粘接的单球通过刚性bond组合而成,形成60°、90°、120°和180°夹角。不同数量占比的球团和单球从球床底部的卸料口混合卸出,定量分析了球团组合夹角和球团数量占比对球床双组分混合球流流动特性的影响。研究结果表明,球团的存在会降低卸料速率,定量分析该降低程度与球团的粘接夹角及球团数量占比的关系后,发现卸料速率与二者均存在一定负相关性,即卸料速率随球团夹角及球团数量占比的增加而减小。 展开更多

关键词 球床 球流 球团 双组分颗粒流 组合角 数量占比

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二维球流运动特性实验中的界面分析法 被引量：1

8

作者 贾新龙 桂南 +3 位作者 杨星团 汤振伟 屠基元 姜胜耀 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期332-336,共5页

本文根据相似准则的原理建立高温气冷堆二维堆芯的球流运动试验系统,并提出了二维球流运动中界面分析的定量的实验方法,介绍了界面分析法的理论依据以及在球流内部流场研究和界面特征分析中的操作方法和过程,并且进行了不同加球比例的实... 本文根据相似准则的原理建立高温气冷堆二维堆芯的球流运动试验系统,并提出了二维球流运动中界面分析的定量的实验方法,介绍了界面分析法的理论依据以及在球流内部流场研究和界面特征分析中的操作方法和过程,并且进行了不同加球比例的实验,对得到的相应的均值流线,轴向速度,径向速度,合速度,速度矢量的分布以及球流运动的特性等球流二维流动特性进行了分析,并和标志球法的结果进行了比较。 展开更多

关键词 高温气冷堆 球流 界面分析法

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球床式高温气冷堆球流混流影响的机理

9

作者 郝琛 李富 郭炯 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1322-1325,共4页

球床高温气冷堆球流运动存在由于随机扰动引起的混流现象,它对于功率分布等堆芯关键参数有影响。通过开发工具、定量分析,发现其影响较小,而多次通过的燃料循环方式有效降低堆芯关键参数由于燃料球随机运动而造成的计算不确定性。球流... 球床高温气冷堆球流运动存在由于随机扰动引起的混流现象,它对于功率分布等堆芯关键参数有影响。通过开发工具、定量分析,发现其影响较小,而多次通过的燃料循环方式有效降低堆芯关键参数由于燃料球随机运动而造成的计算不确定性。球流混流使得堆芯不同区域内不同价值的核燃料球实现交混,对比分析堆芯各区域核密度及燃料球燃耗深度变化结果表明:混流效应使堆芯各区域核密度发生变化,但球床式高温气冷堆堆芯燃料球分布和运动使得堆芯各区域核密度差异不大,而多次通过使此差异更小;因此混流效应使得各区域核密度变化很小,进而对堆芯关键参数影响很小。 展开更多

关键词 球床式高温气冷堆 球流 混流 功率密度 多次通过

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高温气冷堆球流实验的数值模拟研究初探

10

作者 安洪振 吴剑 +1 位作者 孙幸光 胡文平 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第34期10309-10312,共4页

从球床高温气冷堆的球流实验系统特点出发,对通过理论途径模拟高温气冷堆球流实验系统进行了初步探讨。得出结论说明DEM模型对唯象学球流研究的模拟具有很好的准确性,在计算球流局部细节的定量特征上具有一定准确性,但还有进一步发展的... 从球床高温气冷堆的球流实验系统特点出发,对通过理论途径模拟高温气冷堆球流实验系统进行了初步探讨。得出结论说明DEM模型对唯象学球流研究的模拟具有很好的准确性,在计算球流局部细节的定量特征上具有一定准确性,但还有进一步发展的空间。 展开更多

关键词 高温气冷堆 球流 实验 数值 模拟 研究

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球床堆壁面结构效应的模拟研究

11

作者 李昱 桂南 杨星团 《科技视界》 2021年第12期1-6,共6页

高温气冷球床堆的球床内壁附近,燃料球由于随机运动会形成附着于壁面的规则堆积,即球流结晶现象。燃料球的结晶化会导致球床堆内滞留区增大,流场均匀性恶化,影响高温堆的运行安全和效率。实际高温堆中,通过在球床内表面设置壁面结构来... 高温气冷球床堆的球床内壁附近,燃料球由于随机运动会形成附着于壁面的规则堆积,即球流结晶现象。燃料球的结晶化会导致球床堆内滞留区增大,流场均匀性恶化,影响高温堆的运行安全和效率。实际高温堆中,通过在球床内表面设置壁面结构来减小发生结晶的概率。文章通过DEM方法模拟了壁面结构防止结晶的作用,定义球流流场特征数进一步研究了壁面结构效应,并对不同壁面结构的效果进行比较,为工程中壁面结构设计提供方法。 展开更多

关键词 核电 高温气冷堆 球流 壁面结构 DEM

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障碍物对容器出口处颗粒物堵塞概率影响分析

12

作者 周益娴 廖凯 关艺璞 《科技创新导报》 2021年第9期95-98,共4页

容器出口处的堵塞是颗粒物质研究中的一个热点和难点问题。实验证实,如果在容器出口处放置障碍物,会大幅度降低颗粒物堵塞概率,但其背后物理机理仍旧不清晰。通过实验获得颗粒物压力等信息较为困难,本文利用离散元软件研究障碍物中心距... 容器出口处的堵塞是颗粒物质研究中的一个热点和难点问题。实验证实,如果在容器出口处放置障碍物,会大幅度降低颗粒物堵塞概率,但其背后物理机理仍旧不清晰。通过实验获得颗粒物压力等信息较为困难,本文利用离散元软件研究障碍物中心距离出口高度及其几何尺寸对平底筒仓堵塞概率的影响。模拟结果表明当障碍物中心距离出口高度取出口尺寸的两倍时,能明显降低堵塞概率,随着高度升高,堵塞概率趋近于无障碍物时的大小,而障碍物尺寸对堵塞概率无明显影响。为研究该问题的背后物理因素,求解了不同障碍物中心距离出口高度下出口处颗粒物体积分数、竖直方向速度以及接触压强的平均值,结果表明,出口处接触压强是影响堵塞概率的首要因素。该研究将为高温气冷堆出口处设计以及门后立柱等交通流问题提供理论依据。 展开更多

关键词 颗粒物质 球流 堵塞 接触压强

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双区球床堆芯球流运动二维比例模型唯象实验 被引量：5

13

作者 胡文平 杨星团 姜胜耀 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期876-879,共4页

为研究燃料元件和慢化球呈双区分布的球床高温气冷堆球流运动规律,建立了实际堆芯的二维比例实验模型。从唯象角度实验研究了双区分布形成过程、中心区/模糊区大小与形状、滞留区等与堆芯物理和结构设计相关问题。结果表明:球流运动具... 为研究燃料元件和慢化球呈双区分布的球床高温气冷堆球流运动规律,建立了实际堆芯的二维比例实验模型。从唯象角度实验研究了双区分布形成过程、中心区/模糊区大小与形状、滞留区等与堆芯物理和结构设计相关问题。结果表明:球流运动具有随机特性,但宏观上具有确定性,本实验条件下可以形成稳定的双区分布;加装导向挡板对双区的形成及其形状、大小没有影响,但对双区交界处的交混有改善作用;本实验条件下存在滞留区,可通过改变本体底部设计加以消除。 展开更多

关键词 球床式高温气冷堆 球流运动 双区堆芯

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二维双区球流运动唯象方法的数值模拟 被引量：3

14

作者 王文俊 姜胜耀 +2 位作者 杨星团 汤振伟 刘志勇 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1713-1717,共5页

为研究燃料球和慢化球呈双区分布的球床式高温气冷堆球流运动的规律,以二维双区球流运动实验台架为参照,采用离散单元法(DEM)进行数值模拟。从唯象的角度对模拟结果进行分析,研究了双区分布的形成过程、中心区、交混区与滞留区以及速度... 为研究燃料球和慢化球呈双区分布的球床式高温气冷堆球流运动的规律,以二维双区球流运动实验台架为参照,采用离散单元法(DEM)进行数值模拟。从唯象的角度对模拟结果进行分析,研究了双区分布的形成过程、中心区、交混区与滞留区以及速度分布等问题。模拟结果表明:在当前模拟条件下,可形成稳定的中心区,中心区与环形区之间存在交混区,且存在滞留区。本体内越靠近底部卸料口,竖直方向速度分布越不均匀,水平方向的扩散越来越大。 展开更多

关键词 球床式高温气冷堆 双区 球流运动 离散单元法 唯象方法

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二维双区球流运动唯象方法的参数分析 被引量：3

15

作者 王文俊 杨星团 +2 位作者 姜胜耀 汤振伟 刘志勇 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期101-104,共4页

为了研究摩擦系数和底部倾角对双区球流的运动影响,参照二维堆芯球流运动实验台架,采用离散单元法对双区球流运动进行数值模拟,并从唯象的角度对不同摩擦系数和底部倾角下双区的分布、中心区/交混区及滞留区等问题进行分析。结果表明:... 为了研究摩擦系数和底部倾角对双区球流的运动影响,参照二维堆芯球流运动实验台架,采用离散单元法对双区球流运动进行数值模拟,并从唯象的角度对不同摩擦系数和底部倾角下双区的分布、中心区/交混区及滞留区等问题进行分析。结果表明:随着摩擦系数增大,球流动更加均匀,滞留区在一定范围内随之增大,交混区域有所减小。底部倾角越大,流动越均匀,滞留区和缓慢流动的区域越小。 展开更多

关键词 双区堆芯 球流运动 离散单元法 唯象方法 摩擦系数 倾角

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球床式高温气冷堆球流混流的影响分析 被引量：2

16

作者 郝琛 李富 郭炯 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期158-161,共4页

研究球床式高温气冷堆球流存在的混流对堆芯关键参数的影响。开发了能模拟球流混流过程与效果的MFVSOP程序。选择球床模块式高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)平衡堆芯为研究对象,对比分析不同的混流程度对堆芯功率峰值、功率密度等参... 研究球床式高温气冷堆球流存在的混流对堆芯关键参数的影响。开发了能模拟球流混流过程与效果的MFVSOP程序。选择球床模块式高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)平衡堆芯为研究对象,对比分析不同的混流程度对堆芯功率峰值、功率密度等参数的影响及其不确定性。分析发现,混流对球床式高温气冷堆关键参数的不确定性影响不大,多次通过的燃料循环方式可降低不确定性。 展开更多

关键词 球床式高温气冷堆 球流运动 混流 功率峰值 多次通过

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高温气冷堆换料过程的球流数值模拟与分析

17

作者 严安 孙喜明 董玉杰 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1205-1211,共7页

针对高温气冷堆球床堆芯换料过程中复杂的球流运动行为,本文完成了球流数值模拟与分析。应用离散单元方法对高温气冷堆球床堆芯进行建模,实现了极低换料速度下间歇性堆芯球流的准静态流动模拟。对比分析了不同的杨氏模量与球床高度下球... 针对高温气冷堆球床堆芯换料过程中复杂的球流运动行为,本文完成了球流数值模拟与分析。应用离散单元方法对高温气冷堆球床堆芯进行建模,实现了极低换料速度下间歇性堆芯球流的准静态流动模拟。对比分析了不同的杨氏模量与球床高度下球流速度分布、流线分布和局部滞留等球床特性的差异,明确了杨氏模量的选取对于模拟结果可信程度的影响。结果表明:球体刚度、球床内球体数量的变化会显著影响球床底锥结构内的球流特性,球床的球流流态随球体数量的减少由整体流转变为漏斗流,球体杨氏模量不低于107 Pa,能较好地保证计算精度。 展开更多

关键词 高温气冷堆 球床式反应堆 球流运动 准静态流动 离散单元法 杨氏模量 滞留效应 颗粒流流态

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二维球流运动摩擦系数影响的数值模拟

18

作者 王文俊 杨星团 +2 位作者 姜胜耀 汤振伟 刘志勇 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1141-1145,共5页

为研究摩擦系数对球流运动的影响,参照二维堆芯球流运动实验台架,采用离散单元法对球流运动进行了数值模拟,并对从标记点产生的球流区域的均值流线、标准方差和平均停留时间等进行了比较和分析。结果表明:球的摩擦系数对球流流场影响不... 为研究摩擦系数对球流运动的影响,参照二维堆芯球流运动实验台架,采用离散单元法对球流运动进行了数值模拟,并对从标记点产生的球流区域的均值流线、标准方差和平均停留时间等进行了比较和分析。结果表明:球的摩擦系数对球流流场影响不大;球的摩擦系数越大,水平方向扩散越小,流动越均匀;壁面摩擦系数对水平方向扩散影响不大;壁面摩擦系数越大,流动越不均匀。 展开更多

关键词 球床式高温气冷堆 球流运动 离散单元法 摩擦系数

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高温气冷堆球流检测系统中CsI(Tl)探测器温度影响研究 被引量：1

19

作者 卢建超 刘锡明 +1 位作者 万欣 吴志芳 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期533-538,共6页

为保证球床式高温气冷堆(PB-HTGR)球流检测系统投影数据获取过程中输出信号的稳定性,需对探测模块输出暗电流的稳定性进行分析。本文随机选取了2组CsI(Tl)探测器模块作为研究对象,并专门设计了温度及暗电流的控制和测量装置,分析了模块... 为保证球床式高温气冷堆(PB-HTGR)球流检测系统投影数据获取过程中输出信号的稳定性,需对探测模块输出暗电流的稳定性进行分析。本文随机选取了2组CsI(Tl)探测器模块作为研究对象,并专门设计了温度及暗电流的控制和测量装置,分析了模块暗电流的输出特性及其控制要求。实验结果表明:各探测单元输出暗电流随温度的变化呈近似指数变化,且室温下温度波动±2℃时第32路单元的暗电流波动达8pA。因此需对探测系统进行温度控制,同时分析实验数据并结合暗电流稳定性的控制要求,提出检测系统的最佳温控范围为(18~22)℃,对应的温控精度为(±0.92~±0.21)℃。 展开更多

关键词 高温气冷堆球流检测系统 CsI(Tl)探测器模块 暗电流 温度影响

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三维可压缩绕球流的整体线性稳定性研究

20

作者 辛晓峰 柳阳 +1 位作者 马东军 孙德军 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期10-18,共9页

研究基于三维可压缩Navier-Stokes方程拟线化方法的整体稳定性问题的数值求解,采用隐式重启的Arnoldi方法求解其特征值问题.针对三维可压缩绕球基本流,研究其在亚临界参数Reynolds数Re=200,马赫数M=0.2,以及超临界参数Re=300,M=0.6下的... 研究基于三维可压缩Navier-Stokes方程拟线化方法的整体稳定性问题的数值求解,采用隐式重启的Arnoldi方法求解其特征值问题.针对三维可压缩绕球基本流,研究其在亚临界参数Reynolds数Re=200,马赫数M=0.2,以及超临界参数Re=300,M=0.6下的整体稳定性问题.结果表明,Mach数的增加(直至M=0.6)对流场模态的转变没有定性影响. 展开更多

关键词 整体稳定性 可压缩流动 绕球流

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