自主推进俯仰震荡翼型的数值模拟研究

运用自适应多重网格法和内置边条法研究了俯仰震荡翼型的运动.通过研究翼型的原地摆动与自由游动,提出了一种确定自主推进俯仰震荡翼型推力的方法,得到了推力系数、功率系数和推进效率与Strouhal数的关系.与以往研究不同的是,我们还得到了Strouhal数随雷诺数的变化规律.此外,从自由游动翼型诱导出的涡量场中可以清楚的观察到旋涡的合并,这与实验研究非常吻合.

涡量控制对自主推进俯仰振荡翼型推进效率的影响

用自适应多重网格法和浸没边界法对俯仰振荡翼型的自主推进进行了数值模拟.在研究翼型原地摆动和自主推进的基础上,提出了一种确定俯仰振荡翼型推力的新方法,在得到推进效率与斯特劳哈尔(Strouhal)数关系的同时,还得到了斯特劳哈尔数与雷诺数之间的关系.通过分析不同推进效率下涡量场的演化规律发现,当尾迹中有正负涡抵消时,推进效率就会降低;反之,若出现同号涡的合并时,推进效率就会提高,从而说明涡量控制过程对推进效率的影响起着决定性的作用.

三维海洋内孤立波数值水槽造波研究

海洋内孤立波因其分布广泛和携带巨大能量,对于潜艇安全航行影响很大。本文采用有限体积自适应半结构多重网格法求解Navier-Stokes方程,并用VOF方法追踪两层流体界面,应用双推板造波法进行内孤立波数值造波,建立了两层流体中的内孤立波数值水槽。数值模拟结果证实了该数值水槽数值造波的有效性和可靠性,为后续研究打下了基础。

分层流体中内孤立波数值造波方法及其应用

海洋内波是发生在密度分层海水中的波动,对潜艇航行的稳定性和悬停性都有重要影响。本文采用有限体积自适应半结构多重网格法求解Navier-Stokes方程,并用VOF(Volume of Fluid)方法追踪两层流体界面,应用双推板造波法进行内孤立波数值造波,对两层流体中的内孤立波数值造波方法进行研究和探讨。数值模拟结果证实了该数值水槽数值造波的有效性和可靠性,并将潜艇放入数值水槽中,研究内孤立波流场演化的过程,为后续研究潜艇的水动力学特性打下了基础。