超声速边界层转捩预测e^N方法及其软件开发

首先论述了边界层转捩预测的研究现状,总结了目前三种边界层转捩预测方法的优缺点,重点从理论方面和工程应用方面分析了现有转捩预测eN方法及其预测软件的不足,展望了未来转捩预测方法和预测软件的发展趋势,然后结合工程应用的需要,提出了面向工程的基于转捩预测eN方法的超声速边界层转捩预测软件的实现途径。在对现有转捩预测eN方法进行不断改进和完善的基础上,结合流动稳定性分析和转捩工程应用方面的经验,建立特征值、感受性系数、转捩判据等一系列知识库,有望开发一套实用、全自动、高效、用户接口友好的面向工程的超声速边界层转捩预测软件。

超音速边界层中二维扰动的演化及小激波的产生

通过直接数值模拟的方法,对二维超音速边界层中扰动的演化进行了研究。以某一剖面作为入口,加入T-S波,研究小扰动波逐渐增长的演化过程。发现了扰动非线性演化的特征。探讨了二种判断激波存在的方法,证实了超音速边界层中当扰动达到一定的幅值时会有小激波出现。为建立可压缩流稳定性非线性理论提供一定的依据。

高超声速流动稳定性及转捩工程应用若干研究进展

流动稳定性及转捩是高超声速流动研究的热点和难点,近年来在理论基础研究方面取得了很大进展,但在工程应用方面还存在明显的不足。本文回顾了近年来高超声速流动稳定性及转捩在工程应用研究的若干进展,介绍了流动稳定性在复杂外形流、非平行流、局部突变流、强三维流方面的工程化拓展研究,总结了转捩预测e^N方法在感受性、积分方法、转捩判据、软件开发方面的工程化研究进展;结合风洞试验、弹道靶试验、飞行试验,对零迎角锥、椭圆锥、小迎角锥和大迎角锥的典型案例进行了应用;展望了高超声速流动稳定性和转捩在工程应用的未来。

第十届全国流体力学青年研讨会简介

简要介绍了全国流体力学青年研讨会的二十年历程,重点介绍了第十届全国流体力学青年研讨会的会议举办情况,对参加此次研讨会的各位专家、学者所做的报告内容进行了综述,并给出了一些建设性的意见和建议.

采用journal file技术在GAMBIT中实现面链接的自动化

由于周期性边界条件和cooper算法划分网格的需要,在GAMBIT中需要做面链接。为了在用户界面(GUI)中减少设计人员做面链接时的大量手工劳动和重复劳动,为了在文本界面(TUI)中实现面链接自动化,采用自上而下的软件设计方法和journalfile技术,设计了一个面链接自动化的模型。利用该模型对43个叶片的前向多翼离心风扇的面链接进行了测试。结果表明,在用户界面(GUI)中鼠标点击次数从187次减少到7次,大大地提高了设计效率;而在文本界面(TUI)中,实现了自动化面链接。该测试在GAMBIT2.3.16通过,测试结果表明该模型可行且有效。

机翼边界层的横流稳定性分析和转捩预测

通过求解经典O-S方程(LST)、扩展的O-S方程(EOS)和线性抛物化稳定性方程(LPSE),对展向无限长、后掠角25°、迎角0°、来流Mach数0.8、单位Reynolds数6.79×106/m的机翼边界层进行了稳定性分析,结合eN方法进行了转捩预测。研究发现无限长后掠机翼在(x,ω)平面上的中性曲线没有下支,在(x,β)平面上的中性曲线呈反拇指的形状,横流不稳定性在机翼前缘占主导作用。当外界扰动进入边界层后,幅值将被直接放大,对于频率相同的扰动,首先是展向波数β大的增长起来,演化到一定位置开始衰减,然后是展向波数β小的逐渐增长起来,并且增长的指数N逐步超过波数大的扰动。转捩在机翼前缘完成,引起转捩的扰动波的展向波长约为2mm。

经外侧裂-岛叶入路显微手术与经额叶入路血肿清除术对高血压性基底节区脑出血患者神经功能损伤的影响

目的探讨高血压性基底节区脑出血患者应用经外侧裂-岛叶入路显微手术与经额叶入路血肿清除术对神经功能损伤的影响。方法回顾性分析广西河池市人民医院2019-01—2022-12收治的121例高血压性基底节区脑出血患者的临床资料,分为A组61例(经外侧裂-岛叶入路显微手术)与B组60例(经额叶入路血肿清除术)。比较2组患者神经功能损伤指标水平及其他相关指标。结果2组患者手术时间、住院时间比较无统计学差异(P>0.05);A组术后意识恢复时间(5.11±0.89)h,短于B组的(6.03±0.73)h,术中出血量(37.21±4.27)mL,少于B组的(39.82±4.41)mL,48 h血肿清除率(90.06±3.44)%,大于B组的(88.69±4.02)%,差异均有统计学意义(t=6.178、3.299、2.017,P<0.05);A组临床总有效率98.36%(60/61),高于B组的86.67%(52/60)(χ^(2)=4.460,P=0.035);术后3 d,2组患者S-100β蛋白(S-100β)、神经元特异性烯醇化酶(NSE)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)水平均较术前下降,且A组低于B组(P<0.05);2组患者术后并发症发生率比较无统计学差异(P>0.05);术后3个月,A组格拉斯哥预后量表(GOS)评分高于B组(P<0.05);2组患者术后6个月GOS评分比较无明显差异(P>0.05)。结论相比于经额叶入路血肿清除术,应用经外侧裂-岛叶入路显微手术可更有效促进高血压性基底节区脑出血患者神经功能损伤恢复,减少术中出血量,提高血肿清除率及临床疗效,且能够显著改善患者近期预后。

面链接自动化的实现与应用

为了减少设计人员做面链接时的大量手工劳动和重复劳动,采用自上而下的软件设计方法和journal file技术实现了面链接的自动化。介绍了实现的原理和流程,并以实例作了分析,得出了结论,给出了测试结果。

超音速平板边界层转捩中层流突变为湍流的机理研究

采用空间模式,对来流Mach数为4.5的平板边界层转捩过程做了直接数值模拟.对结果进行的分析发现,在层流_湍流转捩的突变(breakdown)过程中,层流剖面得以快速转变为湍流剖面的机理在于平均剖面的修正导致了其稳定性特征的显著变化.虽然在层流下第2模态T_S波更不稳定,但在层流突变为湍流的过程中,第1模态不稳定波也起了重要作用.

壁湍流标度律的实验研究

对风洞中零压力梯度平板湍流边界层进行了实验研究 ,用热线风速仪测量了不同法向位置的脉动速度 。

新型平板太阳能PV/T空气集热器传热特性的数值研究

文中设计了一款新型PV/T一体化空气集热器,建立了新型PV/T空气系统内部传热过程的一维非稳态数学模型,并利用差分法对模型进行了数值计算。根据计算结果对一体化系统的性能及影响因素进行了分析。结果表明:在一定的光照强度下,随着空气质量流量增加,电池板温度Tp逐渐下降,空气温升逐渐降低;而热效率、光电转化效率、联合效率随空气流量的增加有所升高。模型的建立为高性能太阳能PV/T一体化空气集热器的优化设计提供较好理论依据。

湍流入流条件在强迫转捩研究中的应用

将由时间模式直接数值模拟(TDNS)得到的充分发展湍流流场,以适当方式转换成空间模式直接数值模拟(SDNS)的入口流场,通过在入口处引入包含湍流信息的扰动来仿真湍流发生器。分析了添加扰动的位置和幅值大小对流场的影响,研究了带有三个压缩折角的高超声速飞行器下表面发生强迫转捩的可能性。研究结果表明,对于本文所选择的高超声速飞行器下表面模型,在一定的条件下,第一、二和三个坡道内均有可能发生强迫转捩。

入口非均匀性对离心压缩机级性能影响的数值分析

利用计算软件中的UDF功能,将非均匀入口速度分布程序与CFD的核心求解器链接,实现了非均匀性入口边界条件对压缩机级性能影响的数值研究。对入口速度沿径向的非均匀分布,在全量程范围内,对压缩机级多变效率、能量头系数等曲线的影响进行了对比分析,得出了受入口速度非均匀性影响,压缩机级性能的变化趋势,为压缩机实际运行当中变入口条件后性能的预测提供参考。

显微外科手术不同入路方式治疗颅脑肿瘤的临床效果分析

分析颅脑肿瘤实施显微外科手术不同入路方式治疗的效果。方法 将40例颅脑肿瘤患者作为样本,双盲法分组,有参考组、探究组,均有20例,参考组行开颅手术,探究组经不同入路方式实施显微外科手术,样本均在2022年1月-2022年12月入选,比较疗效,观察症状改善情况,统计并发症,评估生活质量。结果 治疗有效率在探究组为95.00%,在参考组为100.00%,两组无差异,P>0.05。术前颅脑肿瘤相关症状的发生率在探究组、参考组无差异,P>0.05。术后探究组有5.00%的头晕头痛率,有10.00%的肿瘤压迫率,有0.00%的眼底水肿率,有5.00%的恶心呕吐率,均低于参考组,P<0.05。并发症在探究组有5.00%的发生率,在参考组有35.00%的发生率,即探究组低,P<0.05。术后生活质量评估结果在探究组高于参考组,P<0.05。结论 显微外科手术不同入路方式可达到更好的临床症状改善效果,其并发症少,能改善颅脑肿瘤术后生活质量,且肿瘤清除效果和开颅手术相当,更建议使用。

高超声速椭圆锥短轴流向涡的二维全局稳定性分析

风洞实验观察到高超声速椭圆锥短轴处的转捩位置与其两侧相差很多,这是因为短轴处存在流向涡,基本流与其两侧明显不同,所以短轴处的稳定性与两侧有本质的区别,进而导致转捩位置与两侧不同。本文在短轴处进行二维全局稳定性分析,研究此处的稳定性。使用Arnoldi方法进行计算,并与其它方法结果进行了对比验证。找到了不稳定的外模态,研究了不稳定模态的增长率随频率、波数和流向位置的变化。发现了不稳定模态的产生机理,即由基本流剪切的无粘拐点不稳定性造成。阐明了不存在内模态的原因在于没有符合内模态特性的Fjortoft拐点。

后掠角对后掠机翼边界层稳定性及转捩的影响

后掠机翼边界层流动稳定性及转捩对翼型的设计及优化有着重要的参考价值，而机翼后掠角是引起后掠机翼边界层横流失稳的关键参数之一．以NACA0012翼型为研究对象，通过求解三维可压缩Navier—Stokes方程计算了展向无限长后掠机翼的基本流场；通过求解Orr—Sommerfeld方程得到了扰动Tollmien．Schishting波演化的中性曲线及幅值曲线，研究了后掠角对后掠机翼边界层流动稳定性的影响；最后采用eN方法进行了转捩预测．研究发现，随后掠角的增大，横流强度和扰动幅值放大指数n均先增加后减小，且后掠角在40°～50°之间横流强度达到最大值．当后掠角在50°左右时，用转捩预测eN方法计算的幅值增长指数Ⅳ值最大，导致转捩发生所需的初始扰动幅值最小，转捩最易发生．

小攻角对后掠机翼边界层稳定性及转捩的影响

攻角是影响后掠机翼边界层横流稳定性的关键参数之一.以NACA0012翼型为研究对象,通过求解三维可压缩Navier-Stokes方程计算了展向无限长后掠机翼的基本流场;通过求解Orr-Sommerfeld方程得到了扰动波的中性曲线及增长率演化曲线,基于线性稳定性理论（LST）研究了攻角对后掠机翼边界层流动稳定性的影响;最后采用转捩预测eN方法进行了转捩预测.研究发现,扰动波的增长在背风面受到抑制,在迎风面受到增强;转捩首先发生在迎风面,当扰动速度为来流速度的0.05%时,转捩发生的N值在6左右,转捩发生的位置在0.1~0.2个弦长之间.

雷达尾涡对垂尾气动性能的影响

基于雷达-垂尾简化模型,通过数值模拟来分析雷达尾涡效应对垂尾气动性能的影响机理,探讨了不同安装角以及几何外形变化对雷达尾涡效应的影响。结果表明:在一定范围内加长雷达法向直径可使月牙状三维涡的三维性减弱,从而减弱雷达尾涡效应,但当雷达侧面母线倾斜时反而增强雷达尾涡效应。

EVOLUTION OF A 2-D DISTURBANCE IN A SUPERSONIC BOUNDARY LAYER AND THE GENERATION OF SHOCKLETS

Through direct numerical simulation,the evolution of a 2-D disturbance in a supersonic boundary layer has been investigated.At a chosen location,a small amplitude T-S wave was fed into the boundary layer to investigate its evolution. Characteristics of non-linear evolution have been found. Two methods were applied for the detection of shocklets,and it was found that when the amplitude of the disturbance reached a certain value, shocklets would be generated, which should be taken into consideration when nonlinear theory of hydrodynamic stability for compressible flows is to be established.

高超声速三维边界层转捩数值研究进展及预测软件

高超声速边界层转捩问题已经成为飞行器设计需要考虑的一个关键因素,也是高超声速流动研究的热点和难点。三维边界层中存在横流、流向涡、接触线三种典型的流动结构和失稳特征,他们诱导转捩的机理不同。本文总结了低雷诺数湍流、γ-Re_(θt)、k-ω-γ、层流动能4种常用转捩模型的构造、适用性及应用情况,介绍了适用于三维边界层的BiGlobal、PSE3D、TriGlobal三种全局稳定性分析方法,分析了基于转捩预测e^(N)方法的eMalik、LASTRAC、LILO、HyTEN等转捩软件的优缺点,展望了高超声速三维边界层转捩研究及软件开发的未来。