二维定常粘性气体不可压缩扩散流场半解析解

运用加法分离变量法，解析求解了二维定常粘性气体不可压缩扩散流场，得到了几组空气流场有源汇和无源汇情况下扩散流场的半解析解，并分析了其适用条件．所得结果具有重要理论意义，可以为数值计算提供标准解．拓展了加法分离变量法的适用领域，并对二维定常粘性气体不可压缩扩散流场这类复杂问题的解析求解进行了有益的尝试．     

高桩码头对河道流场影响的数值模拟

在讨论高桩码头对河道流场影响数值模拟方法的基础上,为确保流场模拟精度,采用正交边界拟合坐标变换法模拟弯曲变化的河道计算域,应用二维全隐式耦合联解模型离散控制方程、矩阵追赶法求解代数方程．同时引进过水率和修正糙率的概念并提出了间接等效模拟高桩码头对流场影响的方法．算例表明,该方法是行之有效的．     

薄平板气动导数的数值仿真技术

提出了一种基于计算流体动力学方法计算流线型断面气动导数的数值模型．该模型以粘性不可压Navier—Stokes方程和有限体积法为基础,通过求解作强迫振动的断面绕流场,由得到的气动力时程得到断面的气动导数．利用该模型数值模拟了薄平板的气动导数,其仿真结果与薄平板气动导数风洞试验值、Theodorsen理想平板解析解的一致性,证明了本文方法的有效性．该数值方法可应用于桥梁断面颤振导数的识别．     

计算流体动力技术在水轮机优化设计中的应用

介绍了CFD技术在水轮机优化设计中的应用现状,提出了求解速度场和压力场的一种方法,论述了以三维流场的数值计算结果为基础,进行水轮机性能预测及能量损失分析的方法．并通过一尾水管的流场计算,给出了运用CFD技术计算所得的轴面流场分布图,印证了用计算机模拟代替模型试验的可能性．     

小安装角轴流压气机S1流面的流线曲率法解

应用流线曲率法解轴流压气机内部流场，解决小安装角轴流压气机S1流面正问题计算时出现头部突出而产生流线交叉的现象以及迭代难收敛的问题．提出了采用旋转坐标系的方法，以保持叶型头部原有的形状及流道内流线的相对位置不变，经验证得到了很好的结果，可以应用于大多数轴流压气机的计算与分析．     

偏微分方程叠加原理在流场数值计算中的应用

以偏微分方程叠加原理为基础,阐述了一种求解复杂流场问题的新方法。该方法首先将一个具有复杂边界条件和源项的、难以求解的流场问题拆分为若干具有简单边界条件和源项,从而易于求解流场问题,然后用若干个简单流场问题的解的叠加来描述复杂问题的解。以多孔介质的线性渗流问题为例,应用计算流体力学软件,通过对原问题及经过拆分的简单问题进行数值模拟。将简单问题的数值解叠加并与原问题的数值解进行对比,证明了叠加原理在流场数值模拟中应用的可行性。该方法在计算流体力学中的应用可以极大地降低所需的数值试验次数。     

稳定传播火焰在可燃气云中产生的冲击波

忽略点火及火焰的初期加速，本文讨论了稳定传播火焰在可燃气云中产生的冲击波．引入约化变量，用自适应步长的四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ法对得到的自相似流场控制方程积分，得到了冲击波后流场的解；由火焰面两边的能量守恒确定了火焰面位置、燃烧速度及Ｃ－Ｊ条件下的对应值；以自相似解为初始条件，分别用ＭａｃＣｏｒｍａｃｋ格式与ＴＶＤ格式计算燃烧过程结束后的流场分布，结果表明：在弱冲击波条件下，ＭａｃＣｏｒｍａｃｋ格式计算得到的冲击波分辨率较高．     

有限分析法在潮流计算中的应用及问题探讨

应用有限分析法对二维潮流问题进行了研究,并用此法对长江口流场做了数值模拟计算,计算实例表明,有限分析法具有自动迎风性质,而且求解时,较易于获得稳定的收敛解,精度较高,结果表明,有限分析法可以用于计算流场,潮位的计算值与实际值吻合.     

新世纪对流体力学提出的要求

20世纪流体力学的发展动力主要来自于工程技术发展的需要,其中又以航 空、航天发展的需要最为突出．展望新世纪,流体力学的发展仍将沿这一方向前进． 提出了“湍流与转捩”、“旋涡、分离和非定常流”、“计算流体力学”、“流场精细测量技 术”、“多相流”、“未来数字地球计划对流体力学可能提出的挑战”等6个方面,作为解\r 决未来技术发展所需特别重视研究的流体力学问题．     

非均匀流场中大功率船舶螺旋桨的理论设计

本文提供了在非均匀伴流场中大功率船舶螺旋桨的理论设计方法．对适应非均匀伴流场的螺旋桨提出三点基本要求。应用本设计方法及其计算程序对一艘二十万吨油轮进行计算．结果表明，在实桨的空泡性能及推进效率方面均有收益．应用本设计方法也曾对某舰艇的螺旋桨进行计算，结果同样是令人满意的。     

多进出水口湖泊流场的水电比拟试验

对于多进出水口湖泊流场，难以采用实地测量或常规物理模型试验方法得到其全貌。较适合模拟低流速大流场的水电比拟试验也存在准确处理多进出水口的难题．通过试验探索出了一套简单易行的多进出水口湖泊流场水电比拟试验方法．采用该方法对西湖流场进行试验研究，并对西湖湖水流动情况进行分析，提出了改善湖水流动状态的引水降污方案．应用情况表明，该方法合理可行。可供类似工程使用，     

利用计算流体力学方法研究改善肉类干燥窑热流场的一种计算分析方法

针对流场改善类问题如何进行数值模拟计算分析,以一肉类干燥窑热流场分析问题为例,利用计算流体力学(CFD)方法并考虑干燥窑不同设置方案,通过求解不同的设置方案条件下干燥窑流场的Navier-Stokes方程来分析原设计方案和改善方案中流场的分布和特点.数值计算的结果表明:所用的数值计算方法是可行的,基本符合实际情况;所得计算结果分析图像对了解干燥窑中流场的分布情况和如何改善干燥窑流场分布具有积极的参考意义.所提出的方法为采用数值计算方法分析改善干燥窑流场问题提供了一种可行的手段.这一数值计算方法较之传统的实验和经验方法提高了分析效率、降低了成本,是一种值得重视和发展的数值计算方法.     

翼型试验阻力测量方法的数值计算研究

分析提出翼型风洞试验时通过翼型尾迹流场信息积分计算阻力的新计算方法,利用数值模拟方法计算多段翼型的流场信息,并以此为基础对传统的尾迹积分计算翼型阻力方法和提出的新方法进行数值比较分析以研究新方法的可行性和准确度.结果表明,在高升力构型(如多段翼型)试验时,相比传统的方法,新提出的方法能得到更准确的阻力值.     

光流法在强对流天气临近预报中的应用

针对强对流降水的情况,提出了使用光流法计算得到的光流场来代替交叉相关法得到的运动矢量场。与简单的交叉相关法相比,光流法从偏微分方程的角度来求解光流场,在计算过程中使用了严格的约束条件,运用递归法进行求解。试验及评价的结果表明,对变化较快的强对流降水天气过程,光流法明显优于交叉相关法。     

切向/螺旋进气道稳流实验与数值仿真

为了研究内燃机进气道及缸内的流动规律,并验证数值仿真在内燃机中流动的可行性,对典型的内燃机切向/螺旋组合进气系统的三维流场进行了稳流实验,并用商业软件Fluent数值仿真了实验条件下进气道及缸内流场.由文中给出的算法计算的涡流比及流量系数与实验结果具有较好的一致性.通过仿真流场分析发现,随着气流逐渐远离气缸盖,垂直于气缸轴向的截面上速度分布越规整,越易形成单一方向的旋涡.研究结果表明,数值仿真可以较准确地得到直观的进气道和缸内流场,补充了稳流实验.     

样条函数在液力变矩器三元流场计算中的应用

针对液力变矩器三元流场的计算 ,采用三次样条插值函数的方法进行了流场内液流速度的计算 ,求出了速度沿流面的变化率 ,并讨论了速度的变化趋势 .计算结果与实际相吻合 ,且精度高 ,可用于透平机械的流场计算 .     

基于AHP和TOPSIS法的甲板和舰载机悬翼流场质量排序

为能够较便捷地对舰船甲板气流场进行系统评价,采用层次分析法(AHP)确定评估指标权重值,运用基于优劣解距离法(TOPSIS)对舰船甲板流场进行排序,进而分析关键点位置和指标权重值变化对停机坪流场质量评价结果的影响.研究结果表明:该方法可以直接给出不同风速和风向条件下甲板流场质量排序;对于舰船甲板区域,TOPSIS法的评估结果与研究关键点位置的选取有关;对于停机坪区域,改变停机坪中关键点位置和评估指标权重值,不会对TOPSIS法的评估结果产生明显影响,但是运用优化后的各个指标权重计算出的流场优劣特点更加突出.     

滑移网格法在滑阀三维瞬态流场解析的适用性分析

在滑阀换向过程的三维有限元解析中,由于流固耦合造成其网格大变形,出现三维瞬态流场解析发散的问题.提出了面向滑阀三维瞬态流场解析的滑移网格法,即通过在静止网格与动态网格间用平行滑移网格连接构建三维解析模型,以避免瞬态流场解析中动态网格反复重构所造成的计算发散问题,实现滑阀换向过程的三维瞬态流场解析.研究以某液压挖掘机多路阀回转联为对象,以液压元件动态特性试验台试验结果为基准,对比平稳工况条件下的解析值与实验结果,验证了滑移网格法在滑阀三维瞬态流场解析中的适用性,为建立挖掘机动态载荷与其阀芯结构形态间的动力学映射关系提供了工程化表达路径.     

介质阻挡放电等离子体热效应对流场影响的研究

在速度场和温度场测量的基础上,采用数值模拟方法研究了介质阻挡放电等离子体热效应对速度场的影响。分别利用二维粒子图像测速仪和红外热像仪得到了介质阻挡放电等离子体在静止空气中产生的速度场和温度场。通过实验中获得的速度场来验证数值模型的可靠性,而温度场则作为求解能量方程的边界条件。数值模拟结果表明,在无来流的情况下等离子体热效应对流场的影响比较明显,使局部水平方向速度大小提高近30%,但有来流时,由于对流换热使高温区减小,热效应对流场的影响减弱。     

电磁力驱动载流金属熔体内速度的差分计算

针对电磁场对熔融流体的作用特性,采用差分方法和人工可压缩法,研究了电磁场对熔融流体速度的控制作用.结果表明:得到了一个控制液流流动的最佳时间段.在此时间段内载流熔液受交流磁场作用时熔体有很好的稳定状态,抑制液流流动的效果最佳,而加稳恒磁场和无磁场作用则无此特性.另外,电磁场可以很好地控制熔融流体的流动性,可以对载流熔体流动起促进或抑制作用,选择的金属物理属性、电磁参数、时间历程等因素都会对熔体的流动速度产生影响.该成果可用在电磁冶金工业中施加电磁场以控制金属熔体流速的目的,具有一定的指导意义和参考价值.