机翼平面形状对前缘涡的影响

在水槽中进行了低雷诺数下切尖小展弦比机翼(展长/根弦长=1.0)流动显示实验. 结果表明, 后掠角显著影响机翼前缘涡的形成和发展. 对于后掠角Λ=0°的机翼, 其绕流主要结构为横向涡. 对于Λ ≥ 26°的机翼, 在一定的攻角范围内都存在双前缘涡结构, 进一步说明双前缘涡结构是小后掠角机翼低雷诺数绕流特有的流动结构. 模型后掠角为26°和45°时, 双前缘涡存在的攻角范围很窄. 对于Λ ≥ 56°的机翼, 存在双前缘涡结构的攻角范围增大, 相对于外前缘涡, 主前缘涡的破裂位置不仅推迟, 而且相同攻角下破裂位置随着后掠角的增大而推后.     

昆虫翅前缘涡的形成与保持

昆虫具有超常的飞行能力。昆虫翅上的前缘涡是提高昆虫飞行升力的重要因素，前缘涡是由于翅面剧烈地绕展向轴转动而形成的，但不同的昆虫采用不同的方式产生前缘涡。前缘涡形成后，昆虫能采取不同的方法保持前缘涡附着在拍动的翅面上。在保持前缘涡稳定存在的诸因素中，翅面上的展向流具有重要作用。但前缘涡后部的展向流的作用尚未得到充分的研究，这部分展向流在昆虫的飞行中可能起警不可忽视的重要作用。     

带挡板圆柱可压缩绕流的大涡模拟

采用大涡模拟方法数值研究了来流马赫数为0.75、雷诺数为2×105的带挡板圆柱可压缩绕流.由于带挡板圆柱绕流的被动控制,与圆柱相比,带挡板圆柱的阻力减小了33%,升力系数的振荡几乎被完全抑制.在此类流动中,由剪切效应引起的减阻大于可压缩效应的影响.通过分析挡板的被动控制机理,我们发现抑制剪切层的失稳可以提高柱体的背压,这与柱体减阻和升力系数振荡抑制密切相关.通过分析沿剪切层的对流马赫数和自激振荡现象,发现在可压缩效应和高频力效应共同作用下,带挡板圆柱的剪切层失稳得到了抑制.     

三维薄翼超音速绕流问题局部解存在性的证明

一、引言 当超音速气流越过一个薄翼时,常会产生一个附着于翼前缘的附体激波。确定激波的位置以及激波后到翼面之间的流场是人们关心的主要问题。它在数学上可归结为一个角状区域内非线性双曲型方程组的边值问题,该区域的两个边界面分别为固定的特征边界面与待定的自由边界面。这个问题在理论上与应用上的重要性是周知的。对于二维翼的绕流问题,在六十     

近壁圆柱绕流尾流的特性

近壁圆柱绕流是许多工程问题分析简化的物理模型。圆柱尾流与壁面边界层的相互作用产生了复杂而丰富的多尺度湍流结构。文章对工程中由这种湍流结构引起的圆柱涡脱落频率、圆柱所受阻力和升力的变化，以及这种湍流结构的产生和演化的规律进行了综述和分析，并对进一步开展的研究提出了建议。     

逆压梯度湍流边界层的新涡粘模式

文献[1]提出了着重体现湍流应力各向异性的湍流新涡粘模式,并提出应用新涡粘模式预报湍流平均流动的途径:由每类剪切流比较基本流动已知的实验结果来寻找涡粘张量分量分布的规律,再去预报较复杂的剪切流动.本文对二维湍流边界层,按此途径找到了涡粘张量分量的分布规律,并准确、简便地预报了逆压梯度二维湍流边界层的平均流动,与实验符合得相当好.1方程和边界条件     

超声速半球绕流实验研究

基于NPLS技术,在超声速静风洞中对超声速半球绕流流场进行了实验研究,观察到了三维弓形激波及其与边界层相互作用所诱导的转捩/分离区,再现了超声速半球绕流流场的复杂结构.根据所得NPLS图像的时间相关性,分析了绕流流场结构的时空演化特征,得到了大尺度涡结构在流向和展向的运动特征,并且观察到了明显的周期性和相似的几何结构特征.     

扑翼前飞的动力探讨

人们对鸟类飞行原理的研究由来已久,对其水平推力的解释,主要归结为扑翼向后下方的倾斜振翅,它使升力产生一个水平向前的分力,这一分力成为鸟类前进的动力.从垂直振翅情况下的翼端弯曲变形情况出发,探讨扑翼产生水平飞行动力的另一来源,并给出定量的分析结果.     

竖直平板间湍流自然对流中的螺旋羽流结构

通过直接数值模拟研究竖直平板间温差湍流自然对流的相干结构。研究表明，流场中同时存在大尺度展向涡结构和螺旋羽流结构。螺旋羽流结构对应于流场中相对螺度、法向涡量及脉动温度较大的位置，定性分析了 螺旋羽流结构的形状、特点、成因以及与Rayleigh-Benard对流的异同，并应用条件采样分析说明了螺旋状热羽流结构的主要特性。     

一种新的高效高精度隐式矢通量差分方法

现代流体机械都向着高效率方向发展,航空发动机、工业燃气轮机、蒸汽轮机等现代原动机还不断提高功率,因而必然会对其通流部分的设计提出更高的要求。而其内部流动结构极为复杂,有二次流、边界层的发展转捩现象、分离、再附以及级间的干涉等等,现代叶栅还有部分工作在亚音、部分工作在超音的跨音流动状态。因此对流场的研究、设计应从两方面着手,一是粘性绕流问题;另一是内部的跨音流动。     

黑脉金斑蝶与马利筋

黑脉金斑蝶,俗称"帝王蝶",是北美地区最常见的蝴蝶之一,也是地球上唯一的迁徙性蝴蝶.马利筋,是一种广泛分布于落基山脉以东,北至加拿大、南至墨西哥等广大地区的多年生直立草本毒性植物,全株有含毒性的白色乳汁.     

基于NPLS的超声速层流/湍流后台阶流动精细结构研究

在Ma=3.0低噪声、吸气式超声速风洞中,对台阶高度h=5mm的超声速后台阶流场进行了精细结构测量.通过改变台阶上游壁面的表面粗糙度,实现了超声速层流、湍流两种后台阶流动.采用NPLS技术对流场整体结构的时空演化特性以及4个局部典型区域的细节结构等方面进行了实验研究.瞬态流场揭示了扇形膨胀波系、再附激波、超声速边界层及其分离、再附和恢复等结构的空间特征.通过比较时间平均的结果,可知超声速湍流后台阶流动分离后的膨胀角较大、回流区的长度相对更短,而再附后重新发展的边界层厚度以较小的倾角增长,但两种流动的再附激波角度大致相同.在时间演化上,超声速层流后台阶流动主要表现为K-H涡结构的变形受剪切、膨胀、再附以及三维效应等影响;而湍流后台阶流动则主要表现为大尺度结构在再附点前后受膨胀、黏性以及再附后逆压梯度的作用而倾斜和变形.对局部区域的研究表明,在超声速层流后台阶流场中微弱压缩波与当地对流马赫数和K-H涡结构的诱导作用有关,并且在下游汇聚成再附激波的现象明显;而湍流后台阶流场中则未有明显的压缩波和K-H涡结构,其再附激波的形成主要与壁面的压缩效应有关.     

超声速混合层密度场测量与近似重构

利用纳米示踪粒子研究了超声速混合层的密度场结构.探讨了基于实验图像的密度场校准方法,采用斜激波实验校准了示踪粒子浓度与当地流场密度之间的关系.针对混合层流动图像的实际特征,校准了光强分布不均匀对密度场测量的影响.以对流马赫数0.12混合层为研究对象,测量得到了相应的密度场结构.根据混合层展向结构的涡结构特征和流向的密度场分布,近似重构了超声速混合层的密度场,所得到的密度场结构较好地反映了混合层流动的三维特征.     

Rayleigh-Bénard对流结构多样性研究取得新进展

<正>最近,重庆大学动力工程学院李友荣研究团队采用数值模拟方法对具有密度极值流体Rayleigh-Bénard对流进行了系统研究,确定了具有密度极值流体Rayleigh-Bénard对流流动的临界条件、可能存在的流型结构以及流型演变过程,证实了密度极值特性对Rayleigh-Bénard对流流动与传热特性具有决定性影响.该研究工作开辟了有关     

二维定常圆柱绕流的失稳和浑沌

用非线性动力学的方法求得了二维定常圆柱绕流失稳的临界雷诺数为57.7,当雷诺数大于165时二维圆柱绕流问题的解是浑沌的。 一、有限维近似 流动问题都是无限维的,但可以用有限维动力系统来逼近。有很多方法可以做到这一点,     

昆虫千里迁徙为哪般

每年秋天,瑞士阿尔卑斯山上一处安静的山口就成了一条"昆虫高速公路".在长达几个月的时间里,数以百万计的食蚜蝇、飞蛾和蝴蝶长途迁徙来到此地,穿过山间一个狭窄的隘口,朝着它们的目的地飞去.这是动物王国最伟大的运动之一.     

追寻花蝴蝶

北美的夏秋,蝴蝶在长满乳草的原野上成群飘飞.这些以乳草为食的蝴蝶,当地人叫"君主蝶",学名为"黑脉金斑蝶".其个头较大,翅翼闪亮,呈桔红色,黑色条纹与白色花斑相间,鲜艳夺目,逗人可爱.当白昼开始变短、乳草开始枯黄时,它们便会跃入3000米高空,不约而同地与它们的同类汇合,结队向南迁徙.亿万只蝴蝶聚在一起,犹如桔色风暴.它们以每日200英里的速度,飞过佛罗里达半岛、加勒比海、尤卡坦半岛,然后继续朝南,消失在人所不知的地域.     

受损伴流湍流氢气射流火焰的直接数值模拟

采用直接数值模拟DNS的方法对受损伴流湍流氢气射流火焰进行了数值模拟, 采用16步的氢气燃烧详细化学反应机理, 冷的高速H₂/N₂燃料射流喷入热的低速伴随流, 伴随流由贫燃氢气预混火焰燃烧产生, 温度1045 K, 氧量较低. 化学反应源项由主程序在每一时间步长内动态调用CHEMKIN库函数获得. 计算采用消息传递MPI的并行计算方法, 采用12颗CPU在并行计算机上完成. 作为与实验对比的Faver平均结果由DNS瞬态结果做长时间的统计平均后获得. 火焰中涡结构的卷起以及发展过程均能很好地被捕捉, 可以观察到同旋向涡结构之间的相互吸引和反旋向涡结构之间的相互排斥过程, 伴随射流两侧涡结构彼此复杂的吸引、合并、挤压和撕裂过程, 湍流拟序结构由最初的轴对称模式开始向非对称模式演化. 流场中5.67 ms时刻瞬态的H, OH和H₂O分布, 表征了燃料射流自点燃过程中的详细火焰结构. 计算中获取的火焰抬升高度为9d ~ 11d, 与实验结果相吻合. 计算发现由OH和H粒子表征的火焰锋面中, 在火焰锋面转角位置, 燃烧过程得到强化, 可能与火焰面的拉伸以及较长的停留时间有关. 从湍流强度的分布曲线来看, 火焰的传播应该是从两侧向中心发展的. 这里的DNS结果可以作为今后发展更准确通用湍流燃烧模型的参考.     

解密飞机机翼

不知你之前有没有注意过飞机的机翼,它的外形在一定程度上反映了飞机的性能,所以机翼有很多种类型。 使飞机起飞的机翼 莱特兄弟的第一架飞机使人类实现了像鸟一样在天上飞的幻想。不过,鸟靠上下扑动双翼产生升力,而飞机则靠机翼特殊的气动外形产生升力。图1-a表示机翼特有的横截面。空气相对于机翼流动,随翼弦     

海陆空迁徙之最

正每当春节临近,在中华大地上就会上演几亿人回家的壮观大戏,这就是我们常说的"春运"。与人类的"迁徙"相比,动物界的迁徙要艰难和伟大得多。为了完成生命的延续和轮回,动物们往往要凭借自己的力量在几个月内完成上千甚至上万千米的迁徙。在天空中、陆地上、海面下,迁徙的动物们用自己的生命书写着地球上最神奇的旅程。北极燕鸥:最远的飞行是绕地球一圈物种档案SPECIES FILE NO.01