二维振荡叶栅非定常粘性流动数值模拟

采用显式四步Runge Kutta格式 ,结合Baldwin Lomax紊流模型求解Navier Stokes方程 ,借助运动网格技术 ,完成了对二维振荡叶栅非定常粘性流动的数值模拟。为了加速求解过程 ,引入了变系数隐式残差光顺方法 ,取得了较好效果。数值结果与已公布的数据有很好的一致性。

数值模拟具有四个腔室的多分支管道二维非定常流动

应用基于Ｇｏｄｕｎｏｖ格式的二维非定常流数学模型，模拟具有四个腔室的多分支管道内的瞬变气体运动，以便对该气体运动的发展过程有一更好的了解。根据所给出的模型编制了相应的计算及绘图软件。数值模拟定量给出了多分支管道内详细的速度矢量场，压力样梯度场及各分支管道的质量流量变化曲线。并对多分支管道内非定常气体运动过程的某些特征做出了分析和讨论。计算结果表明：基于Ｇｏｄｕｎｏｖ格式的非线性波作用计算方法能成功地处理合压力波（包括激波）的传播发展和含复杂几何形状边界的多分支管道流动问题。因此该方法可以作为一个有效的数值分析工具，用来精确预测多分支管道内详细的压力变化、速度变化和质量流量变化的过程。

评二维非定常分离准则

说明二维非定常与三维定常比拟准则存在着一些内在的矛盾，进而说明用Ｌａｇｒａｎｇｅ方法揭示的二维非定常分离应该用染色线而不应用轨线来解释。

带扑翼的二维翼型非定常高升力机理研究

引言 非定常流动与旋涡是自然界普遍存在、最基本的流体运动形式。二维旋涡具有不稳定的中心点结构，在一定的轴向速度下，可以演化为稳定的三维螺旋点结构。

二维振荡机翼跨声速非定常绕流的变域变分有限元解

本文首先对文献［１～３］提出的二维振荡机翼含激波跨声速非定常绕流的变分原理进行了改造，使之能适用于时间推进法；构造了三维时空的可变节点有限元来捕获自由尾涡面，而跨声流中的激波采用人工密度法捕获。在远场边界上使用简化的无反射条件和新型非定常Ｋｕｔｔａ条件。用本文方法求解了作俯仰振荡的ＮＡＣＡ６４Ａ０１０翼型的跨声速绕流，计算结果令人满意。本文方法可以推广到三维机翼［４］及二维和三维叶栅的同类气动力问题上去。

调节阀流场的二维非定常数值模拟研究

对超临界600MW汽轮机调节阀进行二维非定常数值模拟计算,分析了调节阀由30%开度至100%开度的开启过程中的流动特性。给出了调节阀开启过程中阀门流场的变化情况,为阀门的设计提供了理论依据。

二维浅水流动的离散涡方法

根据二维浅水流动中旋涡既可产生于流动边界层,也可在主流场中自生自灭的特点,建立起Eulerian-Lagrangian框架下的二维浅水流动离散涡方法;利用该方法数值仿真了高雷诺数下的二维浅水方柱绕流,得到了流动的速度场、涡谱,计算结果中明显可见流动分离、旋涡以及旋涡随时间的发展演化,即模拟出流动所具有的非定常不稳定等非线性特征.

不同雷诺数下二维翼型尾涡脱落的流动分析

采用Hermite插值函数生成代数网格,分别计算了翼型在雷诺数为5×104、1×105、2×105和5×105时的流动情况,对翼型在不同雷诺数下的尾涡脱落机制进行了分析。结果表明:翼型出现周期性流动后,流体黏性效应的降低导致相同攻角下的斯特劳哈尔数随雷诺数的增大而增大;不同雷诺数下翼型升力系数的变化规律与翼型尾涡的脱落规律保持一致;翼型升力系数峰值出现在尾缘逆时针涡刚脱落完毕时,谷值出现在尾缘逆时针涡发展至最大时;翼型进入周期性流动后,尾涡脱落将随着攻角的增大呈现2S(Single)模态—2P(Pair)模态—混沌状态—准周期性流动的发展规律。文中对不同雷诺数和攻角下翼型气动特性和尾涡脱落机制的分析,为流动控制方法的设计提供了依据。

对圆柱和二维扩压叶栅在平面叶栅风洞中旋涡脱落的试验研究

随着叶轮机设计技术的发展,对流动非定常的了解显得越来越急迫。而在叶轮机的流动中,尾流是导致流动非定常的一个重要因素,因此对尾流流动特性的研究就显得很有必要。 本文在不同的平面叶栅风洞中对圆柱及二维扩压叶栅进行了吹风实验,利用传声器、热线热膜以及动态压力传感器等动态测试仪器,对圆柱和二维扩压叶栅后旋涡脱落情况进行了试验研究。实验结果显示,在平面叶栅风洞内的圆柱体尾流中有类似在外流中的卡门涡街脱落现象,但所对应的斯特劳哈数比外流稍小。更重要的是,还首次得到了二维扩压叶栅后明显的旋涡脱落特征频率,证实了在二维扩压叶栅非定常流动中也伴随着有规律的旋涡脱落。这些结果将为利用外流的成果和更全面地考虑叶轮机的气动设计提供很重要的参考作用。

进口畸变条件下改善压气机性能的数值研究

依据"非定常两代流型"理论,验证了二维叶栅在均匀进气条件下,施加激励对其性能所起的改善作用,尔后重点研究了进口具有总压的周向畸变时,施加激励对其气动性能的影响。计算结果表明,在有无进口畸变时,施加一定的激励都会改善流场结构,气动参数有积极变化,压升和效率增加,特别是在流量比较小时,变化尤为明显.对于进口畸变和施加激励影响压气机性能的内在原因,从流场结构的变化方面进行了初步分析。

火箭推力偏心特性研究

该文应用巴特勒提出的五面体双特征曲线网格方法对火箭喷管扩张段内的非定常非对称流场进行了数值模拟,获得了锥形喷管侧向推力随时间的变化曲线。分析表明,该文计算的侧向推力结果与定常状态下的数据是吻合的。证明五面体双特征曲线网格方法可用来研究非定常流动条件下的推力偏心特性。

空腔流场及气动噪声数值模拟

采用带有源项的线性欧拉方程修正空腔流动的非定常流场,利用Ffowcs Williams-Hawkings方程对声源流场的声辐射及远场声信号进行求解,研究空腔辐射声场特性及阻尼截断区域中阻尼系数、控制面位置等参数对噪声信号的影响.计算结果表明,空腔内旋涡的形成和溃灭过程会引起声辐射,且具有四极子特性;在计算区域的边界处设置阻尼截断区域可以有效地控制旋涡撞击边界所产生的"假波",为了保证较好的收敛速度,阻尼强度系数的量级为104;控制面应包围声源流场区域,以确保求解得到的远场声信号的完整性和准确性.

压强变化对火箭推力偏心影响研究

采用二维非定常特征线法数值模拟火箭喷管亚、跨和超音速流场,克服了三维定常特征线法不能求解亚、跨音速的缺陷,获得火箭喷管侧向推力随时间、压强的变化曲线.通过研究可以进一步完善微推偏喷管理论.