具体技术细节
[0008] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0009] 为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种CFD/DSMC耦合DEM的羽流月尘模拟技术，包括：在探月着陆器发动机羽流冲击月尘的计算域内，通过建立时间推进的瞬态气固两相流模型，通过对月尘颗粒堆积、月尘颗粒与流场相互作用的模拟，完成对真实羽流冲击月尘的物理过程的仿真；
[0010] 其中，所述瞬态气固两相流模型包括：连续流区的CFD‑DEM双向耦合模型和稀薄流区的DSMC‑DEM双向耦合模型。
[0011] 优选的是，通过对连续流区、稀薄流区两个计算域的耦合，完成全计算域的统一时间推进；
[0012] 其中，两个计算域之间由入口和出口边界条件连接，以连续流区的出口边界作为稀薄流区的入口边界来实现两个区域的耦合。
[0013] 优选的是，通过对月尘在羽流冲击下的运动距离、滞空时间、数密度分布和速度分布进行计算，完成月尘在着陆器发动机羽流冲击下的动力学特性的仿真。
[0014] 优选的是，连续流区、稀薄流区的划分是在二维轴对称的坐标体系下，将喷管及其附近的核心区羽流流场，以及核心区羽流流场下方的月尘污染区定义为连续流区，将距离喷管较远的羽流流场，以及羽流流场下方的月尘污染区定义为稀薄流区。
[0015] 优选的是，在喷管出口附近的羽流致密区，通过求解N‑S方程对羽流致密区的羽流进行CFD模拟；
[0016] 使用DEM离散元方法模拟月尘颗粒，对月尘颗粒进行受力分析，以根据牛顿第二定律更新月尘颗粒的运动状态，完成对月尘颗粒侵蚀过程和空中运动轨迹的模拟；
[0017] 其中，所述受力分析的内容包括：流场的曳力、重力、电场力、颗粒之间的接触力、范德华力。
[0018] 优选的是，在距离喷管出口较远的羽流稀薄区，使用DSMC直接模拟蒙特卡洛方法进行流场的仿真，且DSMC计算域的入口边界为CFD计算域的出口边界；
[0019] 采用DSMC中对气体分子之间的概率碰撞进行模拟，以对稀薄流中对月尘颗粒的曳力效果进行仿真；
[0020] 采用DSMC中对气体分子‑固体颗粒之间的碰撞进行模拟，以对月尘颗粒对气相的反向作用进行仿真。
[0021] 本发明至少包括以下有益效果：本发明通过提出一种CFD/DSMC耦合DEM的羽流月尘模拟技术，建立月尘颗粒与流场双向耦合模型(即CFD‑DEM双向耦合模型和DSMC‑DEM双向耦合模型)并描述月尘详细侵蚀过程以及侵蚀坑对羽流反向影响的模拟方法，能够反映真实的羽流冲击月尘的物理过程，对登月任务中着陆器发动机羽流吹起月尘的运动距离和运动时间的预测提供技术支持，对月尘的预先防护提供参考。
[0022] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
法律保护范围
涉及权利要求数量6：其中独权1项，从权-1项
1.一种CFD/DSMC耦合DEM的羽流月尘模拟技术，其特征在于，包括：在探月着陆器发动机羽流冲击月尘的计算域内，通过建立时间推进的瞬态气固两相流模型，通过对月尘颗粒堆积、月尘颗粒与流场相互作用的模拟，完成对真实羽流冲击月尘的物理过程的仿真；
其中，所述瞬态气固两相流模型包括：连续流区的CFD‑DEM双向耦合模型和稀薄流区的DSMC‑DEM双向耦合模型。
2.如权利要求1所述的CFD/DSMC耦合DEM的羽流月尘模拟技术，其特征在于，通过对连续流区、稀薄流区两个计算域的耦合，完成全计算域的统一时间推进；
其中，两个计算域之间由入口和出口边界条件连接，以连续流区的出口边界作为稀薄流区的入口边界来实现两个区域的耦合。
3.如权利要求2所述的CFD/DSMC耦合DEM的羽流月尘模拟技术，其特征在于，通过对月尘在羽流冲击下的运动距离、滞空时间、数密度分布和速度分布进行计算，完成月尘在着陆器发动机羽流冲击下的动力学特性的仿真。
4.如权利要求1所述的CFD/DSMC耦合DEM的羽流月尘模拟技术，其特征在于，连续流区、稀薄流区的划分是在二维轴对称的坐标体系下，将喷管及其附近的核心区羽流流场，以及核心区羽流流场下方的月尘污染区定义为连续流区，将距离喷管较远的羽流流场，以及羽流流场下方的月尘污染区定义为稀薄流区。
5.如权利要求1所述的CFD/DSMC耦合DEM的羽流月尘模拟技术，其特征在于，在喷管出口附近的羽流致密区，通过求解N‑S方程对羽流致密区的羽流进行CFD模拟；
使用DEM离散元方法模拟月尘颗粒，对月尘颗粒进行受力分析，以根据牛顿第二定律更新月尘颗粒的运动状态，完成对月尘颗粒侵蚀过程和空中运动轨迹的模拟；
其中，所述受力分析的内容包括：流场的曳力、重力、电场力、颗粒之间的接触力、范德华力。
6.如权利要求1所述的CFD/DSMC耦合DEM的羽流月尘模拟技术，其特征在于，在距离喷管出口较远的羽流稀薄区，使用DSMC直接模拟蒙特卡洛方法进行流场的仿真，且DSMC计算域的入口边界为CFD计算域的出口边界；
采用DSMC中对气体分子之间的概率碰撞进行模拟，以对稀薄流中对月尘颗粒的曳力效果进行仿真；
采用DSMC中对气体分子‑固体颗粒之间的碰撞进行模拟，以对月尘颗粒对气相的反向作用进行仿真。
