LES和DES在流体动力噪声预报中的适用性分析

分别以静止机翼、螺旋桨和存在动静相互作用的混流泵为研究对象,采用大涡模拟(LES)和分离涡模拟(DES)计算其脉动流场,并预报对应的流动动力噪声.计算结果表明:当预报静止固体壁面对应宽带噪声时,LES精度要高于DES,且LES对应噪声结果与试验值基本一致;螺旋桨作为运动固体边界,基于DES所预报的螺旋桨负载噪声精度与LES相当;混流泵由于存在动静相互作用,使得DES对应的泵总噪声预报结果在中低频段与LES符合较好,但高频差别较大;此外,在泵进口截面叶轮引起的线谱噪声是总噪声的主要贡献者.     

基于室内空气稳定性的污染物侧送风数值模拟

在室内空气稳定性的概念和判断依据基础上,对其进行数学验证,根据环境温度垂直递减率的正负将其分为稳定型、中性稳定型和不稳定型.建立不同温度梯度下的数学、物理模型.并利用计算流体动力学(CFD)软件对NH3等污染物侧送风条件下,在室内传播的特性进行模拟,得出不同稳定性条件下污染物扩散的规律.在对污染物下进上出的通风方式的研...     

号称经典物理留下的世纪难题“湍流问题”的实质是什么？

一直以来,湍流都被认为是经典物理留下的世纪难题,因而也被认为是一个重大的基础科学问题.本文简单回顾湍流研究历史,分析了均匀各向同性湍流的研究和真实湍流的研究间为何存在鸿沟.为何前者不能解决真实湍流问题,而后者则是今后应重点开展的湍流基础研究,和如何逐步解决真实的湍流问题.在结论中提出了今后湍流研究中值得注意的几个方面.     

轴流转桨式水轮机压力脉动数值预测

首先利用修正模型系数的RNGκ-ε湍流模型对轴流转桨式模型水轮机进行了全流道三维非定常湍流计算，经与模型实验结果对比，表明所采用的数值方法和计算结果是准确可靠的．进一步对比分析原型和模型水轮机的计算结果，可以看出原型水轮机压力脉动和模型水轮机压力脉动具有相同的传播规律，但是幅值并不存在相似关系．考虑机组的实际运行状态，在最后部分给出了在考虑转轮流固耦合效应影响下，预估的原型轴流转浆式水轮机压力脉动结果．通过与未考虑流固耦合效应影响的计算结果对比，发现叶片的弹性变形对于水轮机压力脉动的频率和振幅都有降低作用．     

激波作用下气柱不稳定性发展诱发湍流大涡数值模拟

利用Smagorinsky亚格子湍流模型,采用大涡数值模拟方法求解可压缩流体Navier-Stokes方程,通过算子分裂分步计算,给出了适用于可压缩多介质流体界面不稳定性发展诱发湍流的计算程序MVFT（multi-viscosity-fluid and turbulent）.引入耗散界面过渡层ITL（interface transition layer）描述SF6气柱初始状态,用MVFT程序对LANL激波加载SF6气柱的激波管实验进行了数值模拟,分析了气柱的形状、流场速度以及涡的特征.计算结果表明,MVFT给出的气柱宽度、高度比RAGE的更接近于实验,气柱上游边界、下游边界和涡边界的速度与实验基本吻合,略小于RAGE的计算结果.MVFT程序的有效性得到初步检验和验证.     

爆炸环境激光通信信道研究

研究了爆炸参数与信道湍流强度的关系.采用参数分离方法将大气折射率结构常数分离为常数项、含压强项和不含压强项,在此基础上研究爆炸产生的冲击波对周围压强的影响,最终得出大气折射率结构常数与炮弹装药量和冲击波传播位置的关系.仿真结果显示大气折射率结构常数随冲击波传播距离指数衰减,并且在10～20m范围内1 000kgTNT爆炸产生湍流介于弱湍流与中湍流之间.     

Calculation of Turbulent Flow with Pseudo-spectral Method

This paper deals with the numerical simulation of incompressible turbulent boundary flow of a flat plate with the pseudo-spectral matrix method. In order to appear more than 10 nodes in the turbulent base-stratum and transition of 43×43 computational grids,a coordinate transformation is put up from physical panel to computational panel. Several zero turbulent models are computed comparatively. The results are credible when comparing with the previous methods.     

均相湍流动力学

本书汇集了均相湍流动力学相关的最新理论、计算和实验结果，内容涉及各向异性流动、波主导的流动和可压缩湍流的流动，还包括旋转、分层、剪切、激波和声波等的相互作用，对于每一种情况，均用计算和实验结果来说明，包括线性理论和非线性理论的结果。这些成果对宇航工程、天体物理学和地球科学是相当有用的。     

弱湍流中无线光通信系统差错性能建模与仿真

大气无线光通信（FSO）信号受大气湍流及光电转换器件影响,不确定性大。从探测接收光信号的实际过程出发,以大气信道和光电探测信道两个基本模型为基础进行理论推导,提出了弱湍流扰动下光电转换的离散计数概率和连续计数概率密度两个严格数学表达式,给出了其数值计算方法。在此基础上,推导出二进制强度调制下检测电流的概率密度计算式,建立了弱湍流无线光通信差错性能的数学计算模型,并据此对闪烁指数、背景噪声等因素影响进行仿真。结果表明,基于该模型的系统差错性能与预测分析相一致,所给模型可有效评估弱湍流条件下无线光通信系统性能。     

基于RANS求解的火焰面/反应进度变量湍流燃烧模型研究

通过求解稳态一维拉伸层流扩散火焰面方程,得到混合物分数及反应进度Z-C双标量建表的层流火焰面数据库,并结合混合物分数满足β分布及一阶近似的反应进度变量条件概率密度分布,建立了湍流火焰面平均值数据库.通过将双参数火焰面模型的查表和求解过程与OpenFOAM计算平台相结合,发展了基于RANS方法的双参数湍流燃烧火焰面模型及数值计算求解器ZCFoam.对轴对称湍流射流Sandia D火焰的模拟表明,计算给出的温度分布、主要组分的分布等与实验值吻合较好.